C o nt e nt fr o m t his w or k m a y b e us e d u n d er t h e t er ms of t h e Cr e ati v e C o m m o ns Attri b uti o n 3. 0 li c e n c e . A n y f urt h er distri b uti o nof t his w or k m ust m ai nt ai n attri b uti o n t o t h e a ut h or(s) a n d t h e titl e of t h e w or k, j o ur n al cit ati o n a n d D OI.

P u blis h e d u n d er li c e n c e b y I O P P u blis hi n g Lt d 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

C H E P I O P P u blis hi n g

I O P C o nf. S eri es: J o ur n al of P h ysi cs: C o nf. S eri es 8 9 8 ( 2 0 1 7) 0 7 2 0 4 1 d oi : 1 0. 1 0 8 8/ 1 7 4 2- 6 5 9 6/ 8 9 8/ 7/ 0 7 2 0 4 1

I n t e g r a ti n g Vi s u ali z a ti o n A p pli c a ti o n s, s u c h a s

P a r a Vi e w, i n t o H E P S of t w a r e Fr a m e w o r k s f o r I n- si t u

E v e n t Di s pl a y s

A L L y o n, J B K o w al k o w s ki, C D J o n e sFe r mi N a ti o n al A c c el e r a t o r L a b o r a t o r y, B a t a vi a, I L 6 0 5 1 0- 0 5 0 0 U S A

E- m ail: l y o n @ f n a l . g o v

A b s t r a c t. P a r a Vi e w i s a hi g h p e rf o r m a n c e vi s u ali z a ti o n a p pli c a ti o n n o t wi d el y u s e d i nHi g h E n e r g y P h y si c s ( H E P ). I t i s a l o n g s t a n di n g o p e n s o u r c e p r oj e c t l e d b y Ki t w a r e a n di n v ol v e s s e v e r al D e p a r t m e nt of E n e r g y ( D O E ) a n d D e p a r t m e nt of D ef e n s e ( D O D ) l a b o r a t o ri e s.F u t h e r m o r e, i t h a s b e e n a d o p t e d b y m a n y D O E s u p e r c o m p u ti n g c e nt e r s a n d o t h e r si t e s.P a r a Vi e w i s u ni q u e i n s p e e d a n d e ffi ci e n c y b y u si n g s t a t e- of- t h e- a r t t e c h ni q u e s d e v el o p e db y t h e a c a d e mi c vi s u ali z a ti o n c o m m u ni t y t h a t a r e of t e n n o t f o u n d i n a p pli c a ti o n s w ri t t e nb y t h e H E P c o m m u ni t y. I n- si t u vi s u ali z a ti o n of e v e nt s, w h e r e e v e nt d e t ail s a r e vi s u ali z e dd u ri n g p r o c e s si n g / a n al y si s, i s a c o m m o n t a s k f o r e x p e ri m e nt s of t w a r e f r a m e w o r k s. Ki t w a r es u p pli e s C a t al y s t, a li b r a r y t h a t e n a bl e s s ci e nti fi c s of t w a r e t o s e r v e vi s u ali z a ti o n o bj e c t s t o cli e ntP a r a Vi e w vi e w e r s yi el di n g a r e al- ti m e e v e nt di s pl a y. C o n n e c ti n g P a r a Vi e w t o t h e Fe r mil a b a r tf r a m e w o r k will b e d e s c ri b e d a n d t h e c a p a bili ti e s i t b ri n g s di s c u s s e d.

1. T h e P r o bl e m3 D vi s u ali z ati o n e v e nt di s pl a y s i n Hi g h E n er g y P h y si c s f ul fill m a n y i m p ort a nt u s e c a s e s i n cl u di n g,

• A n al y si s ( e. g. e v e nt s c a n ni n g).

• I nt e r a cti v e r e c o n str u cti o n.

• Al g o rit h m d e v el o p m e nt.

• U n d e r st a n di n g a n d v ali d ati n g si m ul at e d e v e nt s.

• M o nit o ri n g d et e ct or d at a.

• P u bli c r el ati o n s / I n s pi r ati o n.

It i s di ffi c ult f or o n e a p pli c ati o n t o s ati sf y all of t h e s e u s e c a s e s. T h er e ar e, h o w e v er, c o m m o nel e m e nt s t h at all 3 D vi s u ali z ati o n a p pli c ati o n s s h ar e,

Di s pl a y E v e n t D a t a: Hit s, tr a c k s, e n er g y d e p o sit s, et c. wit h a n n ot ati o n s ( e. g. c ol or or t e xtl a b el s i n di c ati n g p arti cl e I D, e n er g y, m o m e nt u m, c h ar g e ti m e, et c.).

Di s pl a y D e t e c t o r I n B a c k g r o u n d: N e c e s s ar y t o l o c at e t h e e v e nt d at a i n 3 D s p a c e. D et e ct orm a y b e a si m pl e c a rt o o n or a d et ail e d pi ct u r e.

I n t e r a c ti o n: Z o o m, r ot at e, p a n, hi d e el e m e nt s, s el e ct el e m e nt s, vi e w a n n ot ati o n s, et c. T h eu s ef ul n e s s of t h e a p pli c ati o n oft e n d e p e n d s o n t h e r e s p o n si v e n e s s of t h e s e i nt er a cti o n s.Sl o w r e s p o n s e yi el d s a f r u st r ati n g e x p e ri e n c e.

F E R MI L A B- C O N F- 1 7- 6 4 6- C D

T his m a n us cri pt h as b e e n a ut h or e d b y F er mi R es e ar c h Alli a n c e, L L C u n d er C o ntr a ct N o. D E- A C 0 2- 0 7 C H 1 1 3 5 9 wit h t h e U. S. D e p art m e nt of E n er g y, Offi c e of S ci e n c e, Offi c e of Hi g h E n er g y P h ysi cs.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

C H E P I O P P u blis hi n g

I O P C o nf. S eri es: J o ur n al of P h ysi cs: C o nf. S eri es 8 9 8 ( 2 0 1 7) 0 7 2 0 4 1 d oi : 1 0. 1 0 8 8/ 1 7 4 2- 6 5 9 6/ 8 9 8/ 7/ 0 7 2 0 4 1

2

( B O N U S ) D a t a p r o c e s si n g f r a m e w o r k r e a c ti o n: F or e x a m pl e, s el e ct hit s t h at ar e p artof a t r a c k i n t h e 3 D e v e nt di s pl a y, cli c k a b utt o n, a n d r e d o t r a c ki n g wit h o ut t h o s e hit s.

R e c e nt y e ar s h a v e s e e n a pl et h or a of 3 D vi s u ali z ati o n pr o gr a m s, e s p e ci all y wit h t h ei nt r o d u cti o n of We b G L[ 1] m a ki n g writi n g i n- br o w s er 3 D a p pli c ati o n s e a si er. F or e x a m pl e, o n ep a rti c ul a r e x p eri m e nt at Fer mil a b h a s s e v e n vi s u ali z ati o n a p pli c ati o n s. A c o m m o n di ffi c ult y t h atn e a rl y all 3 D vi s u ali z ati o n a p pli c ati o n s s h ar e i s n ot n ati v el y u n d er st a n di n g H E P d at a o bj e ct s.T hi s sit u ati o n i s t o b e e x p e ct e d: g e n e ri c vi s u ali z ati o n li b r a ri e s r e q ui r e d at a o n s h a p e s a n dp ol y g o n s t o dr a w. U nl e s s H E P d at a c o m e s wit h t hi s i nf or m ati o n, a n d s u c h d at a f or Fer mil a bn e ut ri n o a n d m u o n e x p eri m e nt s d o n ot, t h e n a tr a n sl ati o n st e p i s r e q uir e d. M o st of t h e w e bb a s e d a p pli c ati o n s r e q uir e a J S O N r e pr e s e nt ati o n of t h e e v e nt a n d t h e n d o t h e tr a n sl ati o n t os h a p e s at r u n ti m e. T h er ef or e a n e xtr a tr a n sl ati o n of H E P e v e nt d at a t o J S O N n e e d s t o o c c urwit h t h o s e J S O N fil e s n e e di n g st or a g e, c at al o gi n g, b o o k k e e pi n g, et c. B e c a u s e t h e w e b b a s e da p pli c ati o n i s s e p ar at e fr o m a r u n ni n g H E P pr o c e s si n g j o b, i nt er a cti o n b a c k t o t h e e x p eri m e ntf r a m e w o r k i s n e xt t o i m p o s si bl e.

F ut h e r m or e, i n g e n er al m a n y a p pli c ati o n s ar e writt e n u si n g b a si c We b G L or O p e n G L c all swit h o ut r e g a r d t o gr a p hi c s p erf or m a n c e. F or c o m pli c at e d e v e nt s wit h m a n y di s pl a y e d o bj e ct s,t h e u s e r e x p e ri e n c e t y pi c all y b e c o m e s f r u st r ati n g d u e t o l a g b et w e e n u s e r i n p ut t o m a ni p ul at et h e di s pl a y (r ot at e, p a n, z o o m) a n d t h e r e s ulti n g s c e n e u p d at e. T h e o nl y o pti o n t o miti g at es u c h l a g i s t o di s pl a y a s u b s et of t h e d at a o bj e ct s, a n d c h o o si n g t h o s e o bj e ct s m a y i ntr o d u c e it so w n l a g, c o m p o u n di n g t h e l e v el of fr u str ati o n.

Fi n all y, t h e r e a r e sit u ati o n s w h e r e a u s e r m a y w a nt t o o v e rl a y vi s u ali z ati o n i nf o r m ati o n f r o mdi ff e r e nt s o ur c e s. E x a m pl e s i n cl u d e,

• O v e rl a yi n g e v e nt i nf or m ati o n o n t o p of si m ul ati o n g e o m etr y

• O v e rl a yi n g s e v e r al e v e nt s si m ult a n e o u sl y

• O v e rl a yi n g si m ul ati o n g e o m etr y d at a wit h a 3 D C A D m o d el f or c o m p ari s o n

T h e a ut h or i s n ot a w ar e of a n H E P 3 D vi s u ali z ati o n a p pli c ati o n t h at a c hi e v e s t h e l a ste x a m pl e.

2. A U s e C a s eT h e M u o n g- 2 e x p eri m e nt at Fer mil a b[ 2] h a s a G e a nt 4[ 3] b a s e d si m ul ati o n of t h e st or a g e ri n g a n da s s o ci at e d d et e ct or s, i n cl u di n g 2 4 c al ori m et er s s p a c e d e v e nl y o n t h e i n n er si d e of t h e ri n g. T h esi m ul ati o n g e o m etr y i s v e r y c o m pl e x a n d hi g h fi d elit y. S o m e v ali d ati o n t e st s of t h e c al ori m etr yd at a i n t h e si m ul ati o n i n di c at e d t h at t h e c al ori m et er s m a y b e sli g htl y mi s pl a c e d. T h e c al ori m et erc o n st r u cti o n i n G e a nt w a s v er y c o m pli c at e d wit h c al ori m et er pl a c e m e nt d e p e n di n g o n c o m pl e xr o uti n e s t o d et er mi n e t h e v a c u u m c h a m b er s h a p e s.

A C A D 3 D m o d el i n I n v e nt or[ 4] of t h e ri n g a n d c al ori m et er s b a s e d o n a c c ur at e dr a wi n g se xi st e d. U si n g t h e c urr e nt G e a nt 4 a n d ot h er H E P b a s e d vi s u ali z ati o n t o ol s, t h er e w a s n o e a s yw a y t o c o m p ar e t h e pl a c e m e nt of t h e c al ori m et er s i n t h e si m ul ati o n t o p o siti o n s i n t h e 3 D C A Dm o d el.

3. T h e P a r a Vi e w S ol u ti o nP a r a Vi e w[ 5] i s a n o p e n s o ur c e D e p art m e nt of E n er g y s u p p ort e d g e n er al 3 D vi s u ali z ati o na p pli c ati o n m ai nl y d e v el o p e d b y Kit w ar e[ 6] wit h m aj or c o ntri b uti o n s fr o m m a n y D O E a n dD O D l a b o r at ori e s. P ar a Vi e w i s b a s e d o n t h e C + + Vi s u ali z ati o n T o ol kit ( V T K)[ 7]. P ar a Vi e wc a n r e a d i n a h u g e n u m b er of fil e f or m at s, i n cl u di n g I n v e nt or pr o d u c e d st er e olit h o gr a p h y . stl. Li k e all ot h er vi s u ali z ati o n pr o gr a m s, it l a c k s t h e a bilit y t o dir e ctl y u n d er st a n d t h e G e a nt 4g e o m et r y a n d e v e nt d at a. T o r e m e d y t h at pr o bl e m, o n e of t h e a ut h or s of t h e s e pr o c e e di n g s( L y o n) w r ot e a P ar a Vi e w pl u gi n i n P yt h o n[ 8] t h at c o n v ert s H e p R e p [ 9] vi s u ali z ati o n o ut p ut

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

C H E P I O P P u blis hi n g

I O P C o nf. S eri es: J o ur n al of P h ysi cs: C o nf. S eri es 8 9 8 ( 2 0 1 7) 0 7 2 0 4 1 d oi : 1 0. 1 0 8 8/ 1 7 4 2- 6 5 9 6/ 8 9 8/ 7/ 0 7 2 0 4 1

3

t o V T K p ol y g o n o bj e ct s s uit a bl e f or P ar a Vi e w. S e e h t t p s : / / r e d m i n e . f n a l . g o v / r e d m i n e /p r o j e c t s / g e a n t t o v t k / w i k i . H e p R e p i s a n X M L f or m at of s h a p e a n d p ol y g o n d e s cri pti o n st h at c o r r e s p o n d t o a G e a nt 4 g e o m etr y a n d / or e v e nt s c e n e a n d i s f airl y c o n v e ni e nt t o tr a n sl at ei nt o V T K o bj e ct s vi a P yt h o n. A n i m p o rt a nt f e at u r e of P a r a Vi e w i s t h e a bilit y t o l o a d m ulti pl evi s u ali z ati o n s o ur c e s a n d di s pl a y t h e m o v erl ai d i n t h e s a m e c o or di n at e s y st e m. T h e r e s ulti n gi m a g e i s s h o w n i n Fi g. 1 w h er e t h e c al ori m et er mi s pl a c e m e nt i s cl e arl y vi si bl e.

Fi g u r e 1. A c o m p ari s o n of t h e G e a nt 4 c al ori m et er g e o m etr y (r e d) a n d t h e 3 D I n v e nt or m o d el( g r e y a n d bl u e). A mi s pl a c e m e nt of t h e c al o ri m et e r i s cl e a rl y vi si bl e.

P a r a Vi e w’ s a bilit y t o o v erl a y vi s u ali z ati o n s fr o m di ff er e nt s o ur c e s i s n o w a n e s s e nti al t o ol t oe a sil y di s c o v e r t h e s e ot h er wi s e v er y h ar d-t o- fi n d pr o bl e m s. F ut h er m or e, w e n o w dir e ctl y i m p ortm u c h of o u r G e a nt g e o m etr y dir e ctl y fr o m 3 D C A D m o d el s[ 1 0]. P ar a Vi e w m a k e s it v er y e a s yt o e n s u r e t h at t h e g e o m etr y i s c orr e ct.

4. A Vi s u ali z a ti o n Fr a m e w o r kF o r p u r p o s e s h er e, l et u s c o n c e ntr at e o n t h e vi s u ali z ati o n u s e c a s e s ( s e e s e c. 1) of a n al y si s,al g o rit h m d e v el o p m e nt a n d v ali d ati o n. T h er e i s n o st a n d ar d H E P 3 D vi s u ali z ati o n s ol uti o n,t h e r ef o r e w e m u st m a k e c h oi c e s i n t e c h n ol o g y a n d t o ol s. A s u s u al, w e wi s h f or a s y st e m t h atall o w s u s t o c o n c e ntr at e o n p h y si c s, l e a vi n g t h e gr a p hi c s a n d i nt er a cti o n s u p t o t h e vi s u ali z ati o na p pli c ati o n. We r e q uir e a s m o ot h u s er i nt erf a c e wit h o ut fr u str ati n g l a g s e v e n w h e n di s pl a yi n ga c o m pli c at e d s c e n e wit h m a n y o bj e ct s. Fi n all y, t h e s ol uti o n s h o ul d n ot m a k e it i m p o s si bl e t oc o m m u ni c at e b et w e e n t h e vi s u ali z ati o n a n d d at a pr o c e s si n g / a n al y si s fr a m e w or k s.

5. P a r a Vi e w a s a Vi s u ali z a ti o n Fr a m e w o r kP a r a Vi e w h a s s o m e u ni q u e f e at ur e s,

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

C H E P I O P P u blis hi n g

I O P C o nf. S eri es: J o ur n al of P h ysi cs: C o nf. S eri es 8 9 8 ( 2 0 1 7) 0 7 2 0 4 1 d oi : 1 0. 1 0 8 8/ 1 7 4 2- 6 5 9 6/ 8 9 8/ 7/ 0 7 2 0 4 1

4

• St r o n g s u p p ort fr o m t h e Hi g h P erf or m a n c e C o m p uti n g c o m m u nit y ( m o st D O E H P Cf a ciliti e s h a v e a vi s u ali z ati o n gr o u p t h at w or k s wit h P ar a Vi e w).

• U s e s a d v a n c e d vi s u ali z ati o n t e c h ni q u e s t o m ai nt ai n a r e s p o n si v e i nt erf a c e a n d g o o d u s ere x p e ri e n c e. F or e x a m pl e a s c e n e will b e d e ci m at e d (r e s ol uti o n r e d u c e d) d uri n g m a ni p ul ati o ns u c h a s z o o m, p a n a n d r ot ati o n. F ull r e s ol uti o n i s r e st or e d o n c e t h e i nt er a cti o n e n d s.

• U s e s a pi p eli n e f or a p pl yi n g filt er s t h at c a n c h a n g e t h e di s pl a y. F or e x a m pl e, o n e c a ng e n e r at e s urf a c e s, c o nt o ur s, a n d sli c e s e a sil y.

• F ull y s c ri pt a bl e wit h P yt h o n. C u st o m filt er s a n d s o ur c e s m a y b e w ritt e n i n P yt h o n wit hN u m p y. F urt h er m or e, M at pl otli b i s i n cl u d e d f or 2 D pl ot s.

• I n cl u d e s a cli e nt- s er v er s y st e m c all e d C at al y st[ 1 1]. Wit h C at al y st, y o u c a n h a v e a pr o gr a mt h at p u s h e s V T K o bj e ct s t o P ar a Vi e w cli e nt s o n t h e n et w or k.

T h e C at al y st f e at u r e i s e s p e ci all y i nt e r e sti n g a s it all o w s u s t o i n c o r p o r at e t h e H E P d at ao bj e ct t o V T K o bj e ct tr a n sl ati o n i n t h e d at a pr o c e s si n g fr a m e w or k a n d p u s h t h o s e V T K o bj e ct sdi r e ctl y t o a P ar a Vi e w cli e nt, m a ki n g a n e v e nt di s pl a y i n r e al ti m e wit h pr o c e s si n g. F or m u o n a n dn e ut ri n o e x p e ri m e nt s u si n g t h e a rt [ 1 2] fr a m e w or k, w e h a v e d e v el o p e d s u c h i nt e gr ati o n b et w e e na rt a n d P a r a Vi e w u si n g C at al y st i n a p a c k a g e c all e d a rt vt k .

art E v e nt St or e

Hit Pr o d u c er

R a w Wir e C oll e cti o n

Hit C oll e cti o n

Tr a c k Pr o d u c er

Hit C oll e cti o n

Tr a c k C oll e cti o n

Li v e Vi z

Filt er

C at al y st Li v eS er vi c e

d o W e Vi z ?Hit Vt k Vi zPr o d u c er

Hit C oll e cti o n

Vt k Vi z D at a ( Hit s)

Tr a c k Vt k Vi zPr o d u c er

Tr a c k C oll e cti o n

Vt k Vi z D at a ( Tr a c k s)

P r o d u c er P at h fr a g m e nt

R a w Wir e C oll e cti o n

Hit C oll e cti o n Tr a c k C oll e cti o n

Vt k Vi z D at a ( Hit s)

Vt k Vi z D at a ( Tr a c k s)

C at al y st Li v e Vt k Vi zA n al y z er

Vt k Vi z D at a

( g et M a n y B y T y p e)

d o W e Vi z ?

a d d Vi z e s D at a

vi zit

Writ e Vt k Vi z D at aA n al y z er

Vt k Vi z D at a

( g et M a n y B y T y p e)

. vt m fil e

a rt vt k

Hit C oll e cti o n

G et d at a pr o d u ctfr o m or p ut d at a pr o d u ct i nt o art E v e nt

Pr o c e e d t o n e xtpr o d u c er i n p at h

Pr o c e e d i n p at h if filt er p a s s e s

G et or p ut tr a n si e ntVt k Vi z D at a pr o d u ctfr o m or i nt o art e v e nt

d o W e Vi z ? C all m et h o d i n s er vi c e

N et w or k c o n n e cti o n

L e g e n d

Vt k Vi z D at a ( Tr a c k s)

G r e e n T e xt M o d ul e or s er vi c epr o vi d e d b y art vt k

Fi g u r e 2. S e e t e xt f or e x pl a n ati o n.

Fi g u r e 2 s h o w s t h e w or ki n g s of u si n g a p o s si bl y r e m ot e P ar a Vi e w cli e nt o bt ai ni n g d at a p u s h e df r o m a n a rt j o b vi a C at al y st. P h y si ci st s w rit e d y n a mi c all y l o a d e d a rt m o d ul e s t h at pr o c e s s H E Pd at a f o r a n e v e nt i n t h e e v e nt st or e. D at a i n t h e e v e nt st or e i s i m m ut a bl e. T h er e ar e s e v er alt y p e s of m o d ul e s s h o w n i n t h e di a gr a m.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

C H E P I O P P u blis hi n g

I O P C o nf. S eri es: J o ur n al of P h ysi cs: C o nf. S eri es 8 9 8 ( 2 0 1 7) 0 7 2 0 4 1 d oi : 1 0. 1 0 8 8/ 1 7 4 2- 6 5 9 6/ 8 9 8/ 7/ 0 7 2 0 4 1

5

P r o d u c e r: E xtr a ct s d at a fr o m t h e e v e nt a n d c a n a d d n e w d at a t o t h e e v e nt st or e. Pr o d u c er sr u n i n u s er d e fi n e d or d er.

Fil t e r: S a m e c a p a biliti e s a s a Pr o d u c er, b ut c a n al s o r et ur n ”tr u e ” or ”f al s e ” b a s e d o n s o m ec o n diti o n i n t h e c o d e. If a filt er r et ur n s f al s e, s u b s e q u e nt filt er s a n d pr o d u c er s ar e n ot r u n.

A n al y z e r: E xtr a ct s d at a fr o m t h e e v e nt f or pr o c e s si n g, b ut ot h er wi s e t h e d at a a n d e v e nt st or ea r e i m m ut a bl e. A n al y z er s ar e u s e d oft e n t o m a k e pl ot s a n d nt u pl e s. T h e y r u n aft er all oft h e P r o d u c e r s a n d Filt e r s ar e fi ni s h e d wit h t h e e v e nt. All m o d ul e s m u st b e i n d e p e n d e nt.T h e o r d er of e x e c uti o n of A n al y z er s i s d e ci d e d b y t h e fr a m e w or k.

S e r vi c e: A gl o b all y a c c e s si bl e C + + o bj e ct. S er vi c e s g e n er all y m a n a g e r e s o ur c e s, s u c h a sd at a b a s e c o n n e cti o n s, t h at ar e a c c e s s e d b y m ulti pl e m o d ul e s.

T h e di a g r a m i n Fi g. 2 s h o w s tr a c k s b ei n g cr e at e d fr o m hit s a n d pl a c e d b a c k i nt o t h e E v e ntSt o r e. A filt e r c all e d Li v e Vi z i s r u n t o c h e c k if a n y P ar a Vi e w cli e nt i s a ct u all y c o n n e ct e d t oC at al y st. It i s n ot w ort h w a sti n g ti m e tr a n sl ati n g H E P o bj e ct s i nt o V T K o bj e ct s if n o o n ei s l o o ki n g at t h e r e s ult s. T h e C at al y st Li v e s er vi c e i s a n o bj e ct t h at m a n a g e s t h e C at al y str e s o u r c e a n d h a s m et h o d s f or a s ki n g C at al y st if a cli e nt i s c o n n e ct e d. T h e H i t V t k V i z a n dT r a c k V t k V i z pr o d u c er s t a k e t h e c orr e s p o n di n g hit a n d tr a c k d at a o ut of t h e e v e nt a n d cr e at et h e c o r r e s p o n di n g V T K o bj e ct s. T h e s e V T K o bj e ct s ar e p u s h e d b a c k i nt o t h e e v e nt st or e b utm a r k e d a s ”tr a n si e nt s ”. Tr a n si e nt d at a ar e n ot s eri ali z e d. a rt u s e s a R o ot[ 1 3] i / o s y st e m f ors e ri ali z ati o n a n d t hi s s y st e m c a n n ot e a sil y writ e t h e V T K o bj e ct s. I n st e a d, A n al y z er s ar e u s e dt o e xt r a ct t h e V T K d at a fr o m t h e e v e nt a n d, u si n g t h e C at al y st li v e s e r vi c e , b uil d s t h e p a yl o a dof t h e C at al y st d at a t o s e n d t o P ar a Vi e w. O n c e pr o c e s si n g f or t h e e v e nt e n d s, t h e p a yl o a d i ss e nt t o t h e P ar a Vi e w cli e nt a n d t h e d at a ar e di s pl a y e d. Alt er n ati v el y, V T K d at a c a n b e writt e nt o a P a r a Vi e w n ati v e fil e a n d vi e w e d l at er, n ot i n r e al ti m e.

6. E x a m pl e sS e v e r al e x a m pl e s ar e s h o w n fr o m t h e M u o n g- 2 e x p eri m e nt si m ul ati o n. Fi g ur e 3 di s pl a y s a na nti- m u o n o r biti n g t h e st or a g e ri n g a n d e v e nt u all y d e c a yi n g t o a p o sitr o n. S e v er al p h ot o n s ar ep r o d u c e d d uri n g t hi s e v e nt. T h e p arti cl e tr a c k s ar e c o n v ert e d t o V T K li n e o bj e ct s. V T K d at ao bj e ct s c a n h a v e n e arl y ar bitr ar y m et a d at a. T h e p arti cl e n a m e i s s u c h m et a d at a i n t hi s c a s e.N oti c e h o w c at e g ori c al c ol or s ar e di s pl a y e d t o di sti n g ui s h t h e p arti cl e t y p e.

Fi g u r e 4 i s si mil ar t o Fi g. 3 b ut at a di ff er e nt a n gl e a n d wit h t h e st or a g e ri n g a p p ar at u so v e rl ai d. T h e tr a n s p ar e n c y f or o bj e ct s m a y b e s et wit hi n P ar a Vi e w, a s w a s d o n e i n t hi s c a s e t om o r e e a sil y s e e p a rti cl e s t r a v e r si n g t h e st r u ct u r e s.

Fi g u r e 5 s h o w s t h e u s er i nt erf a c e f or P ar a Vi e w. F urt h er m or e, t h e p arti cl e m o m e nt u m i ss h o w n a s littl e arr o w s al o n g t h e tr a c k. T h e Pi p eli n e vi e w er s h o w s t h e filt er s t h at w er e a d d e d t odi s pl a y t h e m o m e nt u m. T h e m ulti- bl o c k i n s p e ct or all o w s t h e u s er t o t ur n o n a n d o ff ( or m a k et r a n s p a r e nt) di ff er e nt o bj e ct s i n t h e di s pl a y.

7. C o n cl u si o n s3 D Vi s u ali z ati o n of H E P e v e nt a n d g e o m etr y i nf or m ati o n i s e xtr e m el y i m p ort a nt t o f ull yu n d e r st a n d, v ali d at e, a n d a n al y z e H E P d at a. We h a v e pr e s e nt e d t h e r ati o n al e of a str at e g yc e nt e r e d a r o u n d P ar a Vi e w a s a vi s u ali z ati o n a p pli c ati o n a n d V T K a s a t o ol kit. We h a v ei nt e g r at e d P ar a Vi e w a n d i n p arti c ul ar it s cli e nt- s er v er c o m m u ni c ati o n s c o m p o n e nt, C at al y st,i nt o t h e a rt fr a m e w or k t o cr e at e a r e al-ti m e 3 D e v e nt di s pl a y.

F o r t h e f ut ur e, w e ar e r e- writi n g t h e P ar a Vi e w P yt h o n pl u gi n t h at c o n v ert s G e a nt 4vi s u ali z ati o n d at a (i n t h e f or m of a H e p R e p fil e) t o V T K o bj e ct s. We will i n st e a d writ e aC + + G e a nt 4 vi s u ali z ati o n pl u gi n t h at c a n p u s h V T K o bj e ct s dir e ctl y t o a P ar a Vi e w cli e nt wit hC at al y st o r dir e ctl y writ e t o a n ati v e P ar a Vi e w fil e. F urt h er m or e, w e h a v e st art e d t o tr y art vt kf o r L A r n e utri n o e x p eri m e nt s. Fi n all y, w e pl a n t o d e si g n a n i nt er a cti o n pr ot o c ol s o a u s er c a n d o

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

C H E P I O P P u blis hi n g

I O P C o nf. S eri es: J o ur n al of P h ysi cs: C o nf. S eri es 8 9 8 ( 2 0 1 7) 0 7 2 0 4 1 d oi : 1 0. 1 0 8 8/ 1 7 4 2- 6 5 9 6/ 8 9 8/ 7/ 0 7 2 0 4 1

6

Fi g u r e 3. M u o n g- 2 di s pl a y wit h o ut g e o m etr y. N ot e t h e c ol ori n g b y p arti cl e n a m e.

s el e cti o n s or m o di fi c ati o n s t o t h e d at a i n P ar a Vi e w a n d t h at i nf or m ati o n will b e p a s s e d b a c k t ot h e d at a pr o c e s si n g fr a m e w or k ( e. g. a rt ). T h e e v e nt will t h e n b e r e- p r o c e s s e d a n d r e- di s pl a y e di n a c c or d a n c e t o t h e u s er m a ni p ul ati o n s fr o m P ar a Vi e w.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

C H E P I O P P u blis hi n g

I O P C o nf. S eri es: J o ur n al of P h ysi cs: C o nf. S eri es 8 9 8 ( 2 0 1 7) 0 7 2 0 4 1 d oi : 1 0. 1 0 8 8/ 1 7 4 2- 6 5 9 6/ 8 9 8/ 7/ 0 7 2 0 4 1

7

Fi g u r e 4. M u o n g- 2 di s pl a y wit h g e o m etr y n o n- o p a q u e

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

C H E P I O P P u blis hi n g

I O P C o nf. S eri es: J o ur n al of P h ysi cs: C o nf. S eri es 8 9 8 ( 2 0 1 7) 0 7 2 0 4 1 d oi : 1 0. 1 0 8 8/ 1 7 4 2- 6 5 9 6/ 8 9 8/ 7/ 0 7 2 0 4 1

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Fi g u r e 5. P ar a Vi e w i nt erf a c e

R ef e r e n c e s

[ 1] K h r o n o s We b G L W o r ki n g G r o u p, w w w . k h r o n o s . o r g / w e b g l[ 2] J. G r a n g e, et. al. , M u o n g- 2 T e c h ni c al D e si g n R e p o rt , F E R MI L A B- F N- 0 9 9 2- E, a r Xi v: 1 5 0 1. 0 6 8 5 8 [ p h y si c s.i n s-

d e t][ 3] S. A g o s ti n elli, et. al. , G e a nt 4 - a si m ul ati o n t o ol kit , N u cl. I n st r. a n d M et h. A 5 0 6 2 5 0 ( 2 0 0 3 )[ 4] A u t o d e s k I n v e nt o r, h t t p : / / w w w . a u t o d e s k . c o m / p r o d u c t s / i n v e n t o r / o v e r v i e w[ 5] U. A y a c hi t, T h e P a r a Vi e w G ui d e: A P a r all el Vi s u ali z ati o n A p pli c ati o n , Ki t w a r e, 2 0 1 5, I S B N 9 7 8- 1 9 3 0 9 3 4 3 0 6,

w w w . p a r a v i e w . o r g[ 6] w w w . k i t w a r e . c o m[ 7] W. S c h r o e d e r; K. M a r ti n; B. L o r e n s e n ( 2 0 0 6 ), T h e Vi s u ali z ati o n T o ol kit ( 4t h e d. ) , Ki t w a r e, I S B N 9 7 8- 1-

9 3 0 9 3 4- 1 9- 1, w w w . v t k . o r g[ 8] P y t h o n S of t w a r e F o u n d a ti o n, w w w . p y t h o n . o r g[ 9] J. P e rl ( 2 0 0 4 ), H e p R e p: a G e n e ri c I nt e rf a c e D e fi niti o n f o r H E P E v e nt Di s pl a y R e p r e s e nt a bl e s , h t t p :

/ / w w w . s l a c . s t a n f o r d . e d u / ~ p e r l / h e p r e p[ 1 0] L. Wel t y- Ri e g e r, U si n g 3 D E n gi n e e ri n g M o d el s i n a G E A N T Si m ul ati o n , T h e s e p r o c e e di n g s[ 1 1] A. C. B a u e r, B. G e v e ci, W. S h r o e d e r, T h e C at al y st U s e r s’ s G ui d e v 2. 0 , Ki t w a r e 2 0 1 5, h t t p : / / w w w . p a r a v i e w .

o r g / i n - s i t u /[ 1 2] C. G r e e n, et. al. , T h e A rt Fr a m e w o r k , J. P h y s. C o nf. S e r. 3 9 6 0 2 2 0 2 0 ( 2 0 1 2 )[ 1 3] R. B r u n a n d F. R a d e m a k e r s, P r o c e e di n g s AI H E N P’ 9 6 W o r k s h o p, L a u s a n n e, S e p. 1 9 9 6, N u cl. I n st. a n d M et h.

A 3 8 9 8 1- 8 6 ( 1 9 9 7 ), r o o t . c e r n . c h