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 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 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 ZpitchFromCol300(Int_t col) {
  44   // returns Z pixel pitch for 300 micron pixels.
  45   return 300.0;
  46 }
  47 //_____________________________________________________________________________
  48 Float_t ColFromZ(Float_t z) {
  49 // hard-wired - keep it like this till we can parametrise
  50 // and get rid of AliITSgeomSPD425
  51 // Get column number for each z-coordinate taking into account the
  52 // extra pixels in z direction
  53
  54   Float_t col = 0;
  55   Float_t pitchz = 425;
  56   if( z < 13175) {
  57     col = Float_t(z/pitchz);
  58   } else if( z < 14425) {
  59     pitchz = 625;
  60     col = 31 + (z - 13175)/pitchz;
  61   } else if( z < 27175) {
  62     col = 33 + (z - 14425)/pitchz;
  63   } else if( z < 28425) {
  64     pitchz = 625;
  65     col = 63 + (z - 27175)/pitchz;
  66   } else if( z < 41175) {
  67     col = 65 + (z - 28425)/pitchz;
  68   } else if( z < 42425) {
  69     pitchz = 625;
  70     col = 95 + (z - 41175)/pitchz;
  71   } else if( z < 55175) {
  72     col = 97 + (z - 42425)/pitchz;
  73   } else if( z < 56425) {
  74     pitchz = 625;
  75     col = 127 + (z - 55175)/pitchz;
  76   } else if( z < 69175) {
  77     col = 129 + (z - 56425)/pitchz;
  78   } else if( z < 70425) {
  79     pitchz = 625;
  80     col = 159 + (z - 69175)/pitchz;
  81   } else if( z < 83600) {
  82     col = 161 + (z - 70425)/pitchz;
  83   }
  84   return TMath::Abs(col);
  85 }
  86
  87 //_____________________________________________________________________________
  88 Float_t ZFromCol(Int_t col) {
  89 // same comments as above
  90 // Get z-coordinate for each colunm number
  91
  92   Float_t pitchz = 425;
  93   Float_t z = 0;
  94   if( col >=0 && col <= 30 ) {
  95     z = (col + 0.5)*pitchz;
  96   } else if( col >= 31 && col <= 32) {
  97     pitchz = 625;
  98     z = 13175 + (col -31 + 0.5)*pitchz;
  99   } else if( col >= 33 && col <= 62) {
 100     z = 14425 + (col -33 + 0.5)*pitchz;
 101   } else if( col >= 63 && col <= 64) {
 102     pitchz = 625;
 103     z = 27175 + (col -63 + 0.5)*pitchz;
 104   } else if( col >= 65 && col <= 94) {
 105     z = 28425 + (col -65 + 0.5)*pitchz;
 106   } else if( col >= 95 && col <= 96) {
 107     pitchz = 625;
 108     z = 41175 + (col -95 + 0.5)*pitchz;
 109   } else if( col >= 97 && col <= 126) {
 110     z = 42425 + (col -97 + 0.5)*pitchz;
 111   } else if( col >= 127 && col <= 128) {
 112     pitchz = 625;
 113     z = 55175 + (col -127 + 0.5)*pitchz;
 114   } else if( col >= 129 && col <= 158) {
 115     z = 56425 + (col -129 + 0.5)*pitchz;
 116   } else if( col >= 159 && col <= 160) {
 117     pitchz = 625;
 118     z = 69175 + (col -159 + 0.5)*pitchz;
 119   } else if( col >= 161 && col <= 191) {
 120     z = 70425 + (col -161 + 0.5)*pitchz;
 121   }
 122
 123   return z;
 124 }
 125 //______________________________________________________________________
 126 Float_t ZpitchFromCol(Int_t col) {
 127 // Get pitch size in z direction for each colunm
 128
 129     Float_t pitchz = 425;
 130     if(col < 0){
 131         pitchz = 0.0;
 132     } else if(col >=  31 && col <=  32) {
 133         pitchz = 625;
 134     } else if(col >=  63 && col <=  64) {
 135         pitchz = 625;
 136     } else if(col >=  95 && col <=  96) {
 137         pitchz = 625;
 138     } else if(col >= 127 && col <= 128) {
 139         pitchz = 625;
 140     } else if(col >= 159 && col <= 160) {
 141         pitchz = 625;
 142     } else if(col>=192){
 143         pitchz = 0.0;
 144     }
 145     return pitchz;
 146 }
 147 //______________________________________________________________________
 148 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(){
 149   // Default constructor
 150    fNpx = 0;
 151    fNpz = 0;
 152    fCorr=0;
 153    fGeom = 0;
 154
 155 }
 156 //______________________________________________________________________
 157 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(AliITSgeom *gm){
 158   // Constructor
 159    fCorr=0;
 160    fNpx = 0;
 161    fNpz = 0;
 162    Init();
 163    fGeom = gm;
 164
 165 }
 166 //______________________________________________________________________
 167 AliITSsegmentationSPD& AliITSsegmentationSPD::operator=(AliITSsegmentationSPD &source){
 168    // = operator
 169    if(this==&source) return *this;
 170    this->fNpx  = source.fNpx;
 171    this->fNpz  = source.fNpz;
 172    this->fDx   = source.fDx;
 173    this->fDy   = source.fDy;
 174    Int_t i;
 175    for(i=0;i<256;i++) this->fCellSizeX[i] = source.fCellSizeX[i];
 176    for(i=0;i<280;i++) this->fCellSizeZ[i] = source.fCellSizeZ[i];
 177    this->fCorr = new TF1(*(source.fCorr));// make a proper copy of the function
 178    this->fGeom = source.fGeom; // copy only the pointers.
 179    return *this;
 180 }
 181 //____________________________________________________________________________
 182 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(AliITSsegmentationSPD &source){
 183   // copy constructor
 184    *this = source;
 185 }
 186 //----------------------------------------------------------------------
 187 void AliITSsegmentationSPD::SetBinSize(Float_t *x,Float_t *z){
 188     // Fills the array of pixel sizes in x, microns
 189     // The input array x must have 256 elements.
 190     Int_t i;
 191
 192     for(i=0;i<256;i++) fCellSizeX[i] = x[i];
 193     for(i=0;i<280;i++) fCellSizeX[i] = z[i];
 194     return;
 195 }
 196 //----------------------------------------------------------------------
 197 void AliITSsegmentationSPD::Init300(){
 198 // Initialize infromation for 6 read out chip 300X50 micron pixel SPD
 199 // detectors. This chip is 150 microns thick by 1.28 cm in x by 8.37 cm
 200 // long. It has 256  50 micron pixels in x and 279 300 micron size
 201 // pixels in z.
 202
 203     //const Float_t kconv=10000.;
 204     Int_t i;
 205     fNpx = 256; // The number of X pixel Cell same as in fCellSizeX array size
 206     fNpz = 279; // The number of Z pixel Cell same as in fCellSizeZ array size
 207     for(i=0;i<fNpx;i++) fCellSizeX[i] = 50.0; // microns all the same
 208     for(i=0;i<fNpz;i++) fCellSizeZ[i] = ZpitchFromCol300(i); // microns
 209     for(i=fNpz;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = 0.0; // zero out rest of array
 210     fDx = 0;
 211     for(i=0;i<fNpx;i++) fDx += fCellSizeX[i];
 212     fDz = 0;
 213     for(i=0;i<fNpz;i++) fDz += fCellSizeZ[i];
 214     fDy = 300.0; //microns  SPD sensitive layer thickness
 215 }
 216
 217 //------------------------------
 218 void AliITSsegmentationSPD::Init(){
 219 // Initialize infromation for 6 read out chip 425X50 micron pixel SPD
 220 // detectors. This chip is 150 microns thick by 1.28 cm in x by 8.375 cm
 221 // long. It has 256  50 micron pixels in x and 197 mostly 425 micron size
 222 // pixels in z. The two pixels between each readout chip are 625 microns long.
 223
 224     //const Float_t kconv=10000.;
 225     Int_t i;
 226     fNpx = 256; // The number of X pixel Cell same as in fCellSizeX array size
 227     fNpz = 192; // The number of Z pixel Cell same as in fCellSizeZ array size
 228     for(i=0;i<fNpx;i++) fCellSizeX[i] = 50.0; // microns all the same
 229     for(i=0;i<fNpz;i++) fCellSizeZ[i] = ZpitchFromCol(i); // microns
 230     for(i=fNpz;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = 0.0; // zero out rest of array
 231     fDx = 0;
 232     for(i=0;i<fNpx;i++) fDx += fCellSizeX[i];
 233     fDz = 0;
 234     for(i=0;i<fNpz;i++) fDz += fCellSizeZ[i];
 235     fDy = 300.0; //microns  SPD sensitive layer thickness
 236     //printf(" AliITSsegmentationSPD - Init: fNpx fNpz fDx fDz %d %d %f %f\n",fNpx, fNpz, fDx, fDz);
 237
 238 }
 239 //------------------------------
 240 void AliITSsegmentationSPD::SetNPads(Int_t p1, Int_t p2){
 241   // for SPD this function should be used ONLY when a beam test setup
 242   // configuration is studied
 243
 244     fNpx=p1;
 245     fNpz=p2;
 246
 247 }
 248 //------------------------------
 249 void AliITSsegmentationSPD::SetDetSize(Float_t p1, Float_t p2, Float_t p3){
 250   // for SPD this function should be used ONLY when a beam test setup
 251   // configuration is studied
 252
 253     fDx=p1;
 254     fDz=p2;
 255     fDy=p3;
 256
 257 }
 258 //------------------------------
 259 Float_t AliITSsegmentationSPD::Dpx(Int_t i){
 260    //returs x pixel pitch for a give pixel
 261    return fCellSizeX[i];
 262 }
 263 //------------------------------
 264 Float_t AliITSsegmentationSPD::Dpz(Int_t i){
 265   // returns z pixel pitch for a give pixel
 266    return ZpitchFromCol(i);
 267 }
 268 //------------------------------
 269 void AliITSsegmentationSPD::GetPadIxz(Float_t x,Float_t z,Int_t &ix,Int_t &iz){
 270 //  Returns pixel coordinates (ix,iz) for given real local coordinates (x,z)
 271 //
 272
 273     // expects x, z in microns
 274
 275     // same segmentation on x
 276     Float_t dpx=Dpx(0);
 277     ix = (Int_t)(x/dpx + 1);
 278     // different segmentation on z
 279     iz = (Int_t)(ColFromZ(z) + 1);
 280
 281
 282     if (iz >  fNpz) iz= fNpz;
 283     if (ix >  fNpx) ix= fNpx;
 284     /*
 285     if (iz < -fNpz) iz= -fNpz;
 286     if (ix < -fNpx) ix=-fNpx;
 287     */
 288 }
 289
 290 //------------------------------
 291 void AliITSsegmentationSPD::GetPadTxz(Float_t &x,Float_t &z){
 292 //  local transformation of real local coordinates (x,z)
 293 //
 294
 295     // expects x, z in microns
 296
 297     // same segmentation on x
 298     Float_t dpx=Dpx(0);
 299
 300     x /= dpx;
 301     z = ColFromZ(z);
 302
 303 }
 304 //------------------------------
 305 void AliITSsegmentationSPD::GetPadCxz(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t&z){
 306     // Transform from pixel to real local coordinates
 307
 308     // returns x, z in microns
 309
 310     Float_t dpx=Dpx(0);
 311
 312     x = (ix>0) ? Float_t(ix*dpx)-dpx/2. : Float_t(ix*dpx)+dpx/2.;
 313     z = ZFromCol(iz);
 314
 315
 316 }
 317 //------------------------------
 318 void AliITSsegmentationSPD::
 319 Neighbours(Int_t iX, Int_t iZ, Int_t* Nlist, Int_t Xlist[8], Int_t Zlist[8]){
 320   // returns the neighbouring pixels for use in Cluster Finders and the like.
 321   /*
 322     *Nlist=4;Xlist[0]=Xlist[1]=iX;Xlist[2]=iX-1;Xlist[3]=iX+1;
 323     Zlist[0]=iZ-1;Zlist[1]=iZ+1;Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
 324   */
 325
 326
 327     *Nlist=8;
 328     Xlist[0]=Xlist[1]=iX;
 329     Xlist[2]=iX-1;
 330     Xlist[3]=iX+1;
 331     Zlist[0]=iZ-1;
 332     Zlist[1]=iZ+1;
 333     Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
 334
 335    // Diagonal elements
 336     Xlist[4]=iX+1;
 337     Zlist[4]=iZ+1;
 338
 339     Xlist[5]=iX-1;
 340     Zlist[5]=iZ-1;
 341
 342     Xlist[6]=iX-1;
 343     Zlist[6]=iZ+1;
 344
 345     Xlist[7]=iX+1;
 346     Zlist[7]=iZ-1;
 347 }
 348 //______________________________________________________________________
 349 void AliITSsegmentationSPD::LocalToDet(Float_t x,Float_t z,Int_t &ix,Int_t &iz){
 350 // Transformation from Geant detector centered local coordinates (cm) to
 351 // Pixel cell numbers ix and iz.
 352 // Input:
 353 // Float_t   x        detector local coordinate x in cm with respect to the
 354 //                    center of the sensitive volume.
 355 // Float_t   z        detector local coordinate z in cm with respect to the
 356 //                    center of the sensitive volulme.
 357 // Output:
 358 // Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range 0<=ix<fNpx.
 359 // Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range 0<=iz<fNpz.
 360 //   A value of -1 for ix or iz indecates that this point is outside of the
 361 // detector segmentation as defined.
 362     Int_t i,j;
 363     Float_t dx,dz;
 364     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 365
 366     dx = -0.5*kconv*Dx();
 367     dz = -0.5*kconv*Dz();
 368     ix = -1;
 369     iz = -1;
 370     if(x<dx) return; // outside x range.
 371     if(z<dz) return; // outside z range.
 372     for(i=0;i<Npx();i++){
 373         dx += kconv*fCellSizeX[i];
 374         if(x<dx) break;
 375     } // end for i
 376     if(i>=Npx()) return; // outside x range.
 377     for(j=0;j<Npz();j++){
 378         dz += kconv*fCellSizeZ[j];
 379         if(z<dz) break;
 380     } // end for j
 381     if(j>=Npz()) return; // outside z range.
 382     ix = i;
 383     iz = j;
 384     return; // Found ix and iz, return.
 385 }
 386 //______________________________________________________________________
 387 void AliITSsegmentationSPD::DetToLocal(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t &z)
 388 {
 389 // Transformation from Detector cell coordiantes to Geant detector centerd
 390 // local coordinates (cm).
 391 // Input:
 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 // Output:
 395 // Float_t   x        detector local coordinate x in cm with respect to the
 396 //                    center of the sensitive volume.
 397 // Float_t   z        detector local coordinate z in cm with respect to the
 398 //                    center of the sensitive volulme.
 399 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -0.5*Dx()
 400 // or -0.5*Dz() is returned.
 401     Int_t i,j;
 402     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 403
 404     x = -0.5*kconv*Dx(); // default value.
 405     z = -0.5*kconv*Dz(); // default value.
 406     if(ix<0 || ix>=Npx()) return; // outside of detector
 407     if(iz<0 || iz>=Npz()) return; // outside of detctor
 408     for(i=0;i<ix;i++) x += kconv*fCellSizeX[i]; // sum up to cell ix-1
 409     x += 0.5*kconv*fCellSizeX[ix]; // add 1/2 of cell ix for center location.
 410     for(j=0;j<iz;j++) z += kconv*fCellSizeZ[j]; // sum up cell iz-1
 411     z += 0.5*kconv*fCellSizeZ[iz]; // add 1/2 of cell iz for center location.
 412     return; // Found x and z, return.
 413 }