ITS/AliITSsegmentationSPD.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 #include <TMath.h>
  17 #include <TF1.h>
  18
  19 #include "AliITSsegmentationSPD.h"
  20 #include "AliITSgeom.h"
  21
  22 ClassImp(AliITSsegmentationSPD)
  23
  24
  25 Float_t AliITSsegmentationSPD::ColFromZ300(Float_t z) {
  26 // Get column number for each z-coordinate taking into account the
  27 // extra pixels in z direction assuming 300 micron sized pixels.
  28      Float_t col = 0.0;
  29      Float_t pitchz = 300.0;
  30      col = Float_t (z/pitchz);
  31      return col;
  32 }
  33 //_____________________________________________________________________________
  34 Float_t AliITSsegmentationSPD::ZFromCol300(Int_t col) {
  35 // same comments as above
  36 // Get z-coordinate for each colunm number
  37   Float_t pitchz = 300.0;
  38   Float_t z = 0.0;
  39   z = (col+0.5)*pitchz;
  40   return z;
  41 }
  42 //_____________________________________________________________________________
  43 Float_t AliITSsegmentationSPD::ZpitchFromCol300(Int_t col) {
  44   // returns Z pixel pitch for 300 micron pixels.
  45
  46     col = 0; // done to remove unused variable warning.
  47     return 300.0;
  48 }
  49 //_____________________________________________________________________________
  50 Float_t AliITSsegmentationSPD::ColFromZ(Float_t z) {
  51     // hard-wired - keep it like this till we can parametrise
  52     // and get rid of AliITSgeomSPD425
  53     // Get column number for each z-coordinate taking into account the
  54     // extra pixels in z direction
  55     Int_t i;
  56     Float_t s,col;
  57
  58     if(z<0||z>fDz){
  59         Error("ColFromZ","z=%f outside of range 0.0<=z<fDz=%f",z,fDz);
  60         return 0.0; // error
  61     } // end if outsize of detector
  62     s = 0.0;
  63     i = -1;
  64     while(z>s){
  65         i++;
  66         s += fCellSizeZ[i];
  67     } // end while
  68     s -= fCellSizeZ[i];
  69     col = (Float_t) i + (z-s)/fCellSizeZ[i];
  70     return col;
  71
  72 /*
  73   Float_t col = 0;
  74   Float_t pitchz = 425;
  75   if( z < 13175) {
  76     col = Float_t(z/pitchz);
  77   } else if( z < 14425) {
  78     pitchz = 625;
  79     col = 31 + (z - 13175)/pitchz;
  80   } else if( z < 27175) {
  81     col = 33 + (z - 14425)/pitchz;
  82   } else if( z < 28425) {
  83     pitchz = 625;
  84     col = 63 + (z - 27175)/pitchz;
  85   } else if( z < 41175) {
  86     col = 65 + (z - 28425)/pitchz;
  87   } else if( z < 42425) {
  88     pitchz = 625;
  89     col = 95 + (z - 41175)/pitchz;
  90   } else if( z < 55175) {
  91     col = 97 + (z - 42425)/pitchz;
  92   } else if( z < 56425) {
  93     pitchz = 625;
  94     col = 127 + (z - 55175)/pitchz;
  95   } else if( z < 69175) {
  96     col = 129 + (z - 56425)/pitchz;
  97   } else if( z < 70425) {
  98     pitchz = 625;
  99     col = 159 + (z - 69175)/pitchz;
 100   } else if( z < 83600) {
 101     col = 161 + (z - 70425)/pitchz;
 102   }
 103   return TMath::Abs(col);*/
 104 }
 105
 106 //_____________________________________________________________________________
 107 Float_t AliITSsegmentationSPD::ZFromCol(Int_t col) {
 108     // same comments as above
 109     // Get z-coordinate for each colunm number
 110     Int_t i;
 111     Float_t z;
 112
 113     if(col<0||col>=fNpz){
 114         Error("ZFromCol","col=%d outside of range 0<=col<fNpZ=%d",col,fNpz);
 115         return 0.0; // error
 116     } // end if outsize of detector
 117     z = 0.0;
 118     for(i=0;i<col;i++) z += fCellSizeZ[i];
 119     z += 0.5*fCellSizeZ[col];
 120     return z;
 121
 122 /*
 123   Float_t pitchz = 425;
 124   Float_t z = 0;
 125   if( col >=0 && col <= 30 ) {
 126     z = (col + 0.5)*pitchz;
 127   } else if( col >= 31 && col <= 32) {
 128     pitchz = 625;
 129     z = 13175 + (col -31 + 0.5)*pitchz;
 130   } else if( col >= 33 && col <= 62) {
 131     z = 14425 + (col -33 + 0.5)*pitchz;
 132   } else if( col >= 63 && col <= 64) {
 133     pitchz = 625;
 134     z = 27175 + (col -63 + 0.5)*pitchz;
 135   } else if( col >= 65 && col <= 94) {
 136     z = 28425 + (col -65 + 0.5)*pitchz;
 137   } else if( col >= 95 && col <= 96) {
 138     pitchz = 625;
 139     z = 41175 + (col -95 + 0.5)*pitchz;
 140   } else if( col >= 97 && col <= 126) {
 141     z = 42425 + (col -97 + 0.5)*pitchz;
 142   } else if( col >= 127 && col <= 128) {
 143     pitchz = 625;
 144     z = 55175 + (col -127 + 0.5)*pitchz;
 145   } else if( col >= 129 && col <= 158) {
 146     z = 56425 + (col -129 + 0.5)*pitchz;
 147   } else if( col >= 159 && col <= 160) {
 148     pitchz = 625;
 149     z = 69175 + (col -159 + 0.5)*pitchz;
 150   } else if( col >= 161 && col <= 191) {
 151     z = 70425 + (col -161 + 0.5)*pitchz;
 152   }
 153
 154   return z;*/
 155 }
 156 //______________________________________________________________________
 157 Float_t AliITSsegmentationSPD::ZpitchFromCol(Int_t col) {
 158     // Get pitch size in z direction for each colunm
 159
 160    Float_t pitchz = 425.;
 161     if(col < 0){
 162         pitchz = 0.0;
 163     } else if(col >=  31 && col <=  32) {
 164         pitchz = 625.;
 165     } else if(col >=  63 && col <=  64) {
 166         pitchz = 625.;
 167     } else if(col >=  95 && col <=  96) {
 168         pitchz = 625.;
 169     } else if(col >= 127 && col <= 128) {
 170         pitchz = 625.;
 171     } else if(col >= 159 && col <= 160) {
 172         pitchz = 625.;
 173     } else if(col>=192){
 174         pitchz = 425.;
 175     }
 176     return pitchz;
 177 }
 178 //______________________________________________________________________
 179 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(){
 180   // Default constructor
 181    fNpx = 0;
 182    fNpz = 0;
 183    fCorr=0;
 184    fGeom = 0;
 185
 186 }
 187 //______________________________________________________________________
 188 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(AliITSgeom *gm){
 189   // Constructor
 190    fCorr=0;
 191    fNpx = 0;
 192    fNpz = 0;
 193    Init();
 194    fGeom = gm;
 195
 196 }
 197 //______________________________________________________________________
 198 AliITSsegmentationSPD& AliITSsegmentationSPD::operator=(AliITSsegmentationSPD &source){
 199    // = operator
 200    if(this==&source) return *this;
 201    this->fNpx  = source.fNpx;
 202    this->fNpz  = source.fNpz;
 203    this->fDx   = source.fDx;
 204    this->fDy   = source.fDy;
 205    Int_t i;
 206    for(i=0;i<256;i++) this->fCellSizeX[i] = source.fCellSizeX[i];
 207    for(i=0;i<280;i++) this->fCellSizeZ[i] = source.fCellSizeZ[i];
 208    this->fCorr = new TF1(*(source.fCorr));// make a proper copy of the function
 209    this->fGeom = source.fGeom; // copy only the pointers.
 210    return *this;
 211 }
 212 //____________________________________________________________________________
 213 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(AliITSsegmentationSPD &source) :
 214     AliITSsegmentation(source){
 215   // copy constructor
 216    *this = source;
 217 }
 218 //----------------------------------------------------------------------
 219 void AliITSsegmentationSPD::SetBinSize(Float_t *x,Float_t *z){
 220     // Fills the array of pixel sizes in x, microns
 221     // The input array x must have 256 elements.
 222     Int_t i;
 223
 224     for(i=0;i<256;i++) fCellSizeX[i] = x[i];
 225     for(i=0;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = z[i];
 226     return;
 227 }
 228 //----------------------------------------------------------------------
 229 void AliITSsegmentationSPD::Init300(){
 230 // Initialize infromation for 6 read out chip 300X50 micron pixel SPD
 231 // detectors. This chip is 150 microns thick by 1.28 cm in x by 8.37 cm
 232 // long. It has 256  50 micron pixels in x and 279 300 micron size
 233 // pixels in z.
 234
 235     //const Float_t kconv=10000.;
 236     Int_t i;
 237     fNpx = 256; // The number of X pixel Cell same as in fCellSizeX array size
 238     fNpz = 279; // The number of Z pixel Cell same as in fCellSizeZ array size
 239     for(i=0;i<fNpx;i++) fCellSizeX[i] = 50.0; // microns all the same
 240     for(i=0;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = ZpitchFromCol300(i); // microns
 241 //    for(i=fNpz;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = 0.0; // zero out rest of array
 242     fDx = 0;
 243     for(i=0;i<fNpx;i++) fDx += fCellSizeX[i];
 244     fDz = 0;
 245     for(i=0;i<fNpz;i++) fDz += fCellSizeZ[i];
 246     fDy = 300.0; //microns  SPD sensitive layer thickness
 247 }
 248
 249 //------------------------------
 250 void AliITSsegmentationSPD::Init(){
 251 // Initialize infromation for 6 read out chip 425X50 micron pixel SPD
 252 // detectors. This chip is 150 microns thick by 1.28 cm in x by 8.375 cm
 253 // long. It has 256  50 micron pixels in x and 197 mostly 425 micron size
 254 // pixels in z. The two pixels between each readout chip are 625 microns long.
 255
 256     //const Float_t kconv=10000.;
 257     Int_t i;
 258     fNpx = 256; // The number of X pixel Cell same as in fCellSizeX array size
 259     fNpz = 192; // The number of Z pixel Cell same as in fCellSizeZ array size
 260     for(i=0;i<fNpx;i++) fCellSizeX[i] = 50.0; // microns all the same
 261     for(i=0;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = ZpitchFromCol(i); // microns
 262 //    for(i=fNpz;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = 0.0; // zero out rest of array
 263     fDx = 0;
 264     for(i=0;i<fNpx;i++) fDx += fCellSizeX[i];
 265     fDz = 0;
 266     for(i=0;i<fNpz;i++) fDz += fCellSizeZ[i];
 267     fDy = 300.0; //microns  SPD sensitive layer thickness
 268     //printf(" AliITSsegmentationSPD - Init: fNpx fNpz fDx fDz %d %d %f %f\n",fNpx, fNpz, fDx, fDz);
 269
 270 }
 271 //------------------------------
 272 void AliITSsegmentationSPD::SetNPads(Int_t p1, Int_t p2){
 273   // for SPD this function should be used ONLY when a beam test setup
 274   // configuration is studied
 275
 276     fNpx=p1;
 277     fNpz=p2;
 278
 279 }
 280 //------------------------------
 281 void AliITSsegmentationSPD::SetDetSize(Float_t p1, Float_t p2, Float_t p3){
 282   // for SPD this function should be used ONLY when a beam test setup
 283   // configuration is studied
 284
 285     fDx=p1;
 286     fDz=p2;
 287     fDy=p3;
 288
 289 }
 290 //------------------------------
 291 Float_t AliITSsegmentationSPD::Dpx(Int_t i){
 292     //returs x pixel pitch for a give pixel
 293     if(i<0||i>=256) return 0.0;
 294     return fCellSizeX[i];
 295 }
 296 //------------------------------
 297 Float_t AliITSsegmentationSPD::Dpz(Int_t i){
 298     // returns z pixel pitch for a give pixel
 299     if(i<0||i>=280) return 0.0;
 300     return fCellSizeZ[i];
 301 }
 302 //------------------------------
 303 void AliITSsegmentationSPD::GetPadIxz(Float_t x,Float_t z,Int_t &ix,Int_t &iz){
 304 //  Returns pixel coordinates (ix,iz) for given real local coordinates (x,z)
 305 //
 306
 307     // expects x, z in microns
 308
 309     // same segmentation on x
 310     Float_t dpx=Dpx(0);
 311     ix = (Int_t)(x/dpx + 1);
 312     // different segmentation on z
 313     iz = (Int_t)(ColFromZ(z) + 1);
 314
 315
 316     if (iz >  fNpz) iz= fNpz;
 317     if (ix >  fNpx) ix= fNpx;
 318     /*
 319     if (iz < -fNpz) iz= -fNpz;
 320     if (ix < -fNpx) ix=-fNpx;
 321     */
 322 }
 323
 324 //------------------------------
 325 void AliITSsegmentationSPD::GetPadTxz(Float_t &x,Float_t &z){
 326 //  local transformation of real local coordinates (x,z)
 327 //
 328
 329     // expects x, z in microns
 330
 331     // same segmentation on x
 332     Float_t dpx=Dpx(0);
 333
 334     x /= dpx;
 335     z = ColFromZ(z);
 336
 337 }
 338 //------------------------------
 339 void AliITSsegmentationSPD::GetPadCxz(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t&z){
 340     // Transform from pixel to real local coordinates
 341
 342     // returns x, z in microns
 343
 344     Float_t dpx=Dpx(0);
 345
 346     x = (ix>0) ? Float_t(ix*dpx)-dpx/2. : Float_t(ix*dpx)+dpx/2.;
 347     z = ZFromCol(iz);
 348
 349
 350 }
 351 //------------------------------
 352 void AliITSsegmentationSPD::
 353 Neighbours(Int_t iX, Int_t iZ, Int_t* Nlist, Int_t Xlist[8], Int_t Zlist[8]){
 354   // returns the neighbouring pixels for use in Cluster Finders and the like.
 355   /*
 356     *Nlist=4;Xlist[0]=Xlist[1]=iX;Xlist[2]=iX-1;Xlist[3]=iX+1;
 357     Zlist[0]=iZ-1;Zlist[1]=iZ+1;Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
 358   */
 359
 360
 361     *Nlist=8;
 362     Xlist[0]=Xlist[1]=iX;
 363     Xlist[2]=iX-1;
 364     Xlist[3]=iX+1;
 365     Zlist[0]=iZ-1;
 366     Zlist[1]=iZ+1;
 367     Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
 368
 369    // Diagonal elements
 370     Xlist[4]=iX+1;
 371     Zlist[4]=iZ+1;
 372
 373     Xlist[5]=iX-1;
 374     Zlist[5]=iZ-1;
 375
 376     Xlist[6]=iX-1;
 377     Zlist[6]=iZ+1;
 378
 379     Xlist[7]=iX+1;
 380     Zlist[7]=iZ-1;
 381 }
 382 //______________________________________________________________________
 383 void AliITSsegmentationSPD::LocalToDet(Float_t x,Float_t z,Int_t &ix,Int_t &iz){
 384 // Transformation from Geant detector centered local coordinates (cm) to
 385 // Pixel cell numbers ix and iz.
 386 // Input:
 387 // Float_t   x        detector local coordinate x in cm with respect to the
 388 //                    center of the sensitive volume.
 389 // Float_t   z        detector local coordinate z in cm with respect to the
 390 //                    center of the sensitive volulme.
 391 // Output:
 392 // Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range 0<=ix<fNpx.
 393 // Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range 0<=iz<fNpz.
 394 //   A value of -1 for ix or iz indecates that this point is outside of the
 395 // detector segmentation as defined.
 396     Int_t i,j;
 397     Float_t dx,dz;
 398     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 399
 400     dx = -0.5*kconv*Dx();
 401     dz = -0.5*kconv*Dz();
 402     ix = -1;
 403     iz = -1;
 404     if(x<dx) return; // outside x range.
 405     if(z<dz) return; // outside z range.
 406     for(i=0;i<Npx();i++){
 407         dx += kconv*fCellSizeX[i];
 408         if(x<dx) break;
 409     } // end for i
 410     if(i>=Npx()) return; // outside x range.
 411     for(j=0;j<Npz();j++){
 412         dz += kconv*fCellSizeZ[j];
 413         if(z<dz) break;
 414     } // end for j
 415     if(j>=Npz()) return; // outside z range.
 416     ix = i;
 417     iz = j;
 418     return; // Found ix and iz, return.
 419 }
 420 //______________________________________________________________________
 421 void AliITSsegmentationSPD::DetToLocal(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t &z)
 422 {
 423 // Transformation from Detector cell coordiantes to Geant detector centerd
 424 // local coordinates (cm).
 425 // Input:
 426 // Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range 0<=ix<fNpx.
 427 // Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range 0<=iz<fNpz.
 428 // Output:
 429 // Float_t   x        detector local coordinate x in cm with respect to the
 430 //                    center of the sensitive volume.
 431 // Float_t   z        detector local coordinate z in cm with respect to the
 432 //                    center of the sensitive volulme.
 433 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -0.5*Dx()
 434 // or -0.5*Dz() is returned.
 435     Int_t i,j;
 436     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 437
 438     x = -0.5*kconv*Dx(); // default value.
 439     z = -0.5*kconv*Dz(); // default value.
 440     if(ix<0 || ix>=Npx()) return; // outside of detector
 441     if(iz<0 || iz>=Npz()) return; // outside of detctor
 442     for(i=0;i<ix;i++) x += kconv*fCellSizeX[i]; // sum up to cell ix-1
 443     x += 0.5*kconv*fCellSizeX[ix]; // add 1/2 of cell ix for center location.
 444     for(j=0;j<iz;j++) z += kconv*fCellSizeZ[j]; // sum up cell iz-1
 445     z += 0.5*kconv*fCellSizeZ[iz]; // add 1/2 of cell iz for center location.
 446     return; // Found x and z, return.
 447 }
 448 //______________________________________________________________________
 449 void AliITSsegmentationSPD::CellBoundries(Int_t ix,Int_t iz,
 450                                           Double_t &xl,Double_t &xu,
 451                                           Double_t &zl,Double_t &zu)
 452 {
 453 // Transformation from Detector cell coordiantes to Geant detector centerd
 454 // local coordinates (cm).
 455 // Input:
 456 // Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range 0<=ix<fNpx.
 457 // Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range 0<=iz<fNpz.
 458 // Output:
 459 // Double_t   xl       detector local coordinate cell lower bounds x in cm
 460 //                    with respect to the center of the sensitive volume.
 461 // Double_t   xu       detector local coordinate cell upper bounds x in cm
 462 //                    with respect to the center of the sensitive volume.
 463 // Double_t   zl       detector local coordinate lower bounds z in cm with
 464 //                    respect to the center of the sensitive volulme.
 465 // Double_t   zu       detector local coordinate upper bounds z in cm with
 466 //                    respect to the center of the sensitive volulme.
 467 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -0.5*Dx()
 468 // and -0.5*Dx() or -0.5*Dz() and -0.5*Dz() are returned.
 469     Int_t i,j;
 470     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 471     Float_t x,z;
 472
 473     xl = xu = x = -0.5*kconv*Dx(); // default value.
 474     zl = zu = z = -0.5*kconv*Dz(); // default value.
 475     if(ix<0 || ix>=Npx()) return; // outside of detector
 476     if(iz<0 || iz>=Npz()) return; // outside of detctor
 477     for(i=0;i<ix;i++) x += kconv*fCellSizeX[i]; // sum up to cell ix-1
 478     xl = x;
 479     x += kconv*fCellSizeX[ix];
 480     xu = x;
 481     for(j=0;j<iz;j++) z += kconv*fCellSizeZ[j]; // sum up cell iz-1
 482     zl = z;
 483     z += kconv*fCellSizeZ[iz];
 484     zu = z;
 485     return; // Found x and z, return.
 486 }