ITS/AliITSsegmentationSSD.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 /* $Id$ */
  17
  18 #include <Riostream.h>
  19 #include <TMath.h>
  20 #include <TGeoManager.h>
  21 #include <TGeoVolume.h>
  22 #include <TGeoBBox.h>
  23 #include "AliITSsegmentationSSD.h"
  24
  25 //////////////////////////////////////////////////////
  26 // Segmentation class for                           //
  27 // silicon strips                                   //
  28 //                                                  //
  29 //////////////////////////////////////////////////////
  30 const Float_t AliITSsegmentationSSD::fgkDxDefault = 73000.;
  31 const Float_t AliITSsegmentationSSD::fgkDzDefault = 40000.;
  32 const Float_t AliITSsegmentationSSD::fgkDyDefault = 300.;
  33 const Float_t AliITSsegmentationSSD::fgkPitchDefault = 95.;
  34 const Int_t AliITSsegmentationSSD::fgkNstripsDefault = 768;
  35 const Int_t AliITSsegmentationSSD::fgkNchipsPerSide = 6;
  36 const Int_t AliITSsegmentationSSD::fgkNstripsPerChip = 128;
  37
  38 ClassImp(AliITSsegmentationSSD)
  39
  40 AliITSsegmentationSSD::AliITSsegmentationSSD(Option_t *opt): AliITSsegmentation(),
  41 fNstrips(0),
  42 fStereoP(0),
  43 fStereoN(0),
  44 fPitch(0),
  45 fLayer(0){
  46     // default constructor
  47   SetDetSize(fgkDxDefault,fgkDzDefault,fgkDyDefault);
  48   SetPadSize(fgkPitchDefault,0.);
  49   SetNPads(fgkNstripsDefault,0);
  50   SetAngles();
  51   if(strstr(opt,"TGeo")){
  52     if(!gGeoManager){
  53       AliError("Geometry is not initialized\n");
  54       return;
  55     }
  56     TGeoVolume *v=NULL;
  57     v = gGeoManager->GetVolume("ITSssdSensitivL5");
  58     if(!v){
  59       AliWarning("TGeo volumeITSssdSensitivL5  not found (hint: use v11Hybrid geometry)\n Using hardwired default values");
  60     }
  61     else {
  62       TGeoBBox *s=(TGeoBBox*)v->GetShape();
  63       SetDetSize(s->GetDX()*20000.,s->GetDZ()*20000.,s->GetDY()*20000.);
  64     }
  65   }
  66 }
  67
  68 //______________________________________________________________________
  69 void AliITSsegmentationSSD::Copy(TObject &obj) const {
  70   // protected method. copy this to obj
  71   AliITSsegmentation::Copy(obj);
  72   ((AliITSsegmentationSSD& ) obj).Clear();
  73   ((AliITSsegmentationSSD& ) obj).fNstrips = fNstrips;
  74   ((AliITSsegmentationSSD& ) obj).fStereoP = fStereoP;
  75   ((AliITSsegmentationSSD& ) obj).fStereoN = fStereoN;
  76   ((AliITSsegmentationSSD& ) obj).fLayer   = fLayer;
  77   ((AliITSsegmentationSSD& ) obj).fPitch   = fPitch;
  78   ((AliITSsegmentationSSD& ) obj).fLayer   = fLayer;
  79
  80 }
  81
  82 //______________________________________________________________________
  83 AliITSsegmentationSSD& AliITSsegmentationSSD::operator=(
  84                         const AliITSsegmentationSSD &source){
  85 // Operator =
  86   if(this != &source){
  87     source.Copy(*this);
  88   }
  89   return *this;
  90 }
  91 //______________________________________________________________________
  92 AliITSsegmentationSSD::AliITSsegmentationSSD(const AliITSsegmentationSSD &source):
  93     AliITSsegmentation(source),
  94 fNstrips(0),
  95 fStereoP(0),
  96 fStereoN(0),
  97 fPitch(0),
  98 fLayer(0){
  99     // copy constructor
 100   source.Copy(*this);
 101 }
 102 //----------------------------------------------------------------------
 103 void AliITSsegmentationSSD::Init(){
 104     // standard initalizer
 105
 106     SetPadSize(fgkPitchDefault,0.);
 107     SetNPads(fgkNstripsDefault,0);
 108     SetAngles();
 109 }
 110 //----------------------------------------------------------------------
 111 void AliITSsegmentationSSD::Angles(Float_t &aP,Float_t &aN) const{
 112   // P and N side stereo angles
 113   aP = fStereoP;
 114   aN = fStereoN;
 115 }
 116 //----------------------------------------------------------------------
 117 void AliITSsegmentationSSD::SetLayer(Int_t l){
 118   //set fLayer data member (only 5 or 6 are allowed)
 119     if (l==5) fLayer =5;
 120     else if (l==6) fLayer =6;
 121     else AliError(Form("Layer can be 5 or 6, not %d",l));
 122 }
 123 //----------------------------------------------------------------------
 124 void AliITSsegmentationSSD::GetPadTxz(Float_t &x,Float_t &z) const{
 125     // returns P and N sided strip numbers for a given location.
 126     // Transformation from microns detector center local coordinates
 127     // to detector P and N side strip numbers..
 128     /*                       _-  Z
 129                     + angle /    ^
 130         fNstrips           v     |   N-Side        ...0
 131             \-------/------------|-----------\--------\
 132             |\\\\\\/////////////.|\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
 133             |0\\\\/////////////..|.\\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
 134             |00\\/////////////...|..\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
 135        X <--|000/////////////... |...\\\\\\\\\\\\\\\\\|
 136             |00/////////////...  | ...\\\\\\\\\\\\\\\\|
 137             |0/////////////...   |  ...\\\\\\\\\\\\\\\|
 138             |//////////////...   |  ...\\\\\\\\\\\\\\\|
 139             /-----\--------------|--------------------/
 140         fNstrips-1             P-Side              ...0
 141                      |0\
 142                      |00\
 143         Dead region: |000/
 144                      |00/
 145                      |0/
 146     // expects x, z in cm
 147     */
 148
 149   /*
 150     Float_t stereoP, stereoN;
 151     Angles(stereoP,stereoN);
 152     Float_t tanP = TMath::Tan(stereoP);
 153     Float_t tanN = TMath::Tan(-stereoN);
 154     Float_t x1 = x;
 155     Float_t z1 = z;
 156     x1 += fDx/2;
 157     z1 += fDz/2;
 158     x   = (x1 - z1*tanP)/fPitch;
 159     z   = (x1 - tanN*(z1 - fDz))/fPitch;
 160   */
 161
 162   Float_t tP=0;
 163   Float_t tN=0;
 164   if(fLayer==5) {
 165     tP = 105.26*x - 0.7895*z + 382.000; //- 0.79*z + 381.89;
 166     tN = tP + 3.684*z - 4;
 167   }
 168   else if(fLayer==6) {
 169     tP = -105.26*x - 0.7895*z + 385.000; //- 0.79*z + 384.66;
 170     tN = tP + 3.684*z + 4;
 171   }
 172   else AliError("Layer can be 5 or 6");
 173
 174   x=tP;
 175   z=tN;
 176
 177 }
 178 //----------------------------------------------------------------------
 179 void AliITSsegmentationSSD::GetPadIxz(Float_t x,Float_t z,Int_t &iP,Int_t &iN) const {
 180   // returns P and N sided strip numbers for a given location.
 181   // expects x, z in cm
 182
 183   GetPadTxz(x,z);
 184   iP = Int_t(x+0.5);
 185   iN = Int_t(z+0.5);
 186 }
 187 //-------------------------------------------------------
 188 void AliITSsegmentationSSD::GetPadCxz(Float_t iP,Float_t iN,Float_t &x,Float_t &z) const {
 189     // actually this is the GetCrossing(Float_t &,Float_t &)
 190     // returns local x, z  in cm
 191   const Float_t kStartXzero=3.64325;
 192   const Float_t kDeltaXzero5or6=0.02239;
 193   const Float_t kDeltaZ5to6=7.6/7.0;
 194
 195   z = 1.9*(iN-iP)/7.0;
 196   x = kStartXzero-(285*iN + 1045*iP)/140000.0;
 197
 198   if (fLayer==5){
 199     z += kDeltaZ5to6;
 200     x = -x + kDeltaXzero5or6;
 201   }
 202   else if (fLayer==6) {
 203     z -= kDeltaZ5to6;
 204     x += kDeltaXzero5or6;
 205   }
 206   else {
 207     AliWarning("Layer shoudl be 5 or 6");
 208     x = -99999;
 209     z = -99999;
 210   }
 211 }
 212 //______________________________________________________________________
 213 Bool_t AliITSsegmentationSSD::LocalToDet(Float_t x,Float_t z,
 214                                        Int_t &iP,Int_t &iN) const {
 215     // Transformation from Geant cm detector center local coordinates
 216     // to detector P and N side strip numbers..
 217     /*                       _-  Z
 218                     + angle /    ^
 219         fNstrips           v     |   N-Side        ...0
 220             \-------/------------|-----------\--------\
 221             |\\\\\\/////////////.|\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
 222             |0\\\\/////////////..|.\\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
 223             |00\\/////////////...|..\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
 224        X <--|000/////////////... |...\\\\\\\\\\\\\\\\\|
 225             |00/////////////...  | ...\\\\\\\\\\\\\\\\|
 226             |0/////////////...   |  ...\\\\\\\\\\\\\\\|
 227             |//////////////...   |  ...\\\\\\\\\\\\\\\|
 228             /-----\--------------|--------------------/
 229         fNstrips-1             P-Side              ...0
 230                      |0\
 231                      |00\
 232         Dead region: |000/
 233                      |00/
 234                      |0/
 235     */
 236   Float_t dx,dz;
 237   const Double_t kconst = 1.0E-04; // convert microns to cm.
 238   dx = 0.5*kconst*Dx();
 239   dz = 0.5*kconst*Dz();
 240   if( (x<-dx) || (x>dx) ) {
 241     iP=-1;
 242     AliWarning(Form("Input argument %f out of range (%f, %f)",x,dx,-dx));
 243     return kFALSE; // outside of defined volume.
 244   } // outside x range.
 245   if( (z<-dz) || (z>dz) ) {
 246     iN=-1;
 247     AliWarning(Form("Input argument %f out of range (%f, %f)",z,dz,-dz));
 248     return kFALSE; // outside of defined volume.
 249   }
 250
 251   //x /= kconst;  // convert to microns
 252   //z /= kconst;  // convert to microns
 253   this->GetPadTxz(x,z);
 254
 255   // first for P side
 256   iP = (Int_t) x;
 257   if(iP<0 || iP>=fNstrips) iP=-1; // strip number must be in range.
 258   // Now for N side)
 259   iN = (Int_t) z;
 260   if(iN<0 || iN>=fNstrips) iN=-1; // strip number must be in range.
 261   return kTRUE;
 262 }
 263 //----------------------------------------------------------------------
 264 void AliITSsegmentationSSD::DetToLocal(Int_t ix,Int_t iPN,
 265                                        Float_t &x,Float_t &z) const{
 266     // Transformation from detector segmentation/cell coordiantes starting
 267     // from 0. iPN=0 for P side and 1 for N side strip. Returned is z=0.0
 268     // and the corresponding x value..
 269     /*                       _-  Z
 270                     + angle /    ^
 271         fNstrips           v     |   N-Side        ...0
 272             \-------/------------|-----------\--------\
 273             |\\\\\\/////////////.|\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
 274             |0\\\\/////////////..|.\\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
 275             |00\\/////////////...|..\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
 276        X <--|000/////////////... |...\\\\\\\\\\\\\\\\\|
 277             |00/////////////...  | ...\\\\\\\\\\\\\\\\|
 278             |0/////////////...   |  ...\\\\\\\\\\\\\\\|
 279             |//////////////...   |  ...\\\\\\\\\\\\\\\|
 280             /-----\--------------|--------------------/
 281         fNstrips-1             P-Side              ...0
 282                      |0\
 283                      |00\
 284         Dead region: |000/
 285                      |00/
 286                      |0/
 287     */
 288     // for strips p-side
 289     // x = a + b + z*tan(fStereoP); a = Dpx(iP)*(iP+0.5)-dx; b = dz*th;
 290     // for strips n-side
 291     // x = a + b + z*tan(fStereoP); a = Dpx(iN)*(iN+0.5)-dx; b = -dz*th;
 292     AliWarning("This function has not been verified. Should probably use GetPadCxz");
 293     const Double_t kconst = 1.0E-04; // convert microns to cm.
 294     Float_t flag=kconst*Dx(); // error value
 295     Double_t th=0.0,dx,dz,i,a,b=0.0,xb[4],zb[4];
 296     Float_t stereoP, stereoN;
 297     Angles(stereoP,stereoN);
 298
 299     z = 0.0;  // Strip center in z.
 300     if(iPN<0 || iPN>1){// if error return full detector size in x.
 301         x = z = flag;
 302         return;
 303     } // end if
 304     if(ix<0 || ix>=fNstrips) { // if error return full detector size in x.
 305         x = z = flag;
 306         return;
 307     } // end if
 308     i  = (Double_t) ix;      // convert to double
 309     dx = 0.5*kconst*Dx();    // half distance in x in cm
 310     dz = 0.5*kconst*Dz();    // half distance in z in cm
 311     a  = kconst*Dpx(ix)*(i+0.5)-dx; // Min x value.
 312     if(iPN==0){ //P-side angle defined backwards.
 313         th = TMath::Tan(stereoP);
 314         b  = dz*th;
 315     }else if(iPN==1){ // N-side
 316          th = TMath::Tan(-stereoN);
 317          b  = -dz*th;
 318     } // end if
 319     // compute average/center position of the strip.
 320     xb[0] = +dx; if(th!=0.0) zb[0] = (+dx-a-b)/th; else zb[0] = 0.0;
 321     xb[1] = -dx; if(th!=0.0) zb[1] = (-dx-a-b)/th; else zb[1] = 0.0;
 322     xb[2] = a+b+dz*th; zb[2] = +dz;
 323     xb[3] = a+b-dz*th; zb[3] = -dz;
 324     x = 0.0; z = 0.0;
 325     for(Int_t j=0;j<4;j++){
 326         if(xb[j]>=-dx && xb[j]<=dx && zb[j]>=-dz && zb[j]<=dz){
 327             x += xb[j];
 328             z += zb[j];
 329         } // end if
 330     } // end for
 331     x *= 0.5;
 332     z *= 0.5;
 333     return;
 334 }
 335 //----------------------------------------------------------------------
 336 Int_t AliITSsegmentationSSD::GetChipFromChannel(Int_t ix, Int_t iz) const {
 337   // returns chip number (in range 0-11) starting from channel number
 338
 339   if( (iz>=fgkNstripsDefault) || (iz<0) || (ix<0) || (ix>1) ) {
 340     AliError("Bad cell number");
 341     return -1;
 342   }
 343
 344   if(ix==1) iz = 1535-iz;
 345   Int_t theChip =iz/fgkNstripsPerChip;
 346   return theChip;
 347
 348 }
 349 //----------------------------------------------------------------------
 350 Int_t AliITSsegmentationSSD::GetChipFromLocal(Float_t xloc, Float_t zloc) const
 351 {
 352   // returns chip numbers starting from local coordinates
 353   // The two Nside chip number and Pside chip number are
 354   // coded as chip=Nchip*10+Pchip
 355
 356   Int_t iP=0;
 357   Int_t iN=0;
 358   if (!LocalToDet(xloc,zloc,iP,iN) ||
 359       (iP<0) || (iP>=fNstrips) || (iN<0) || (iN>=fNstrips) ) {
 360     //AliWarning("Bad local coordinate");
 361     return -1;
 362   }
 363
 364   Int_t iChip = GetChipFromChannel(0,iP);
 365   iChip += 10*GetChipFromChannel(1,iN); // add Nside
 366
 367   return iChip;
 368
 369 }
 370 //
 371
 372 Int_t AliITSsegmentationSSD::GetChipsInLocalWindow(Int_t* array, Float_t zmin, Float_t zmax,
 373                                                    Float_t xmin, Float_t xmax) const {
 374   // returns chip number in a given xz window
 375
 376   Int_t nChipInW = 0;
 377
 378   Float_t zminDet=-fDz*1.0E-04/2.;
 379   Float_t zmaxDet=fDz*1.0E-04/2.;
 380   if(zmin<zminDet) zmin=zminDet;
 381   if(zmax>zmaxDet) zmax=zmaxDet;
 382
 383   Float_t xminDet=-fDx*1.0E-04/2;
 384   Float_t xmaxDet=fDx*1.0E-04/2;
 385   if(xmin<xminDet) xmin=xminDet;
 386   if(xmax>xmaxDet) xmax=xmaxDet;
 387
 388   Int_t n1N=-1;
 389   Int_t n1P=-1;
 390   Int_t n1=GetChipFromLocal(xmin,zmin);
 391   if(n1!=-1) { // Note! Recpoint can be on the sensor but in the dead area not covered by strips!
 392     n1N = (Int_t) (n1/10); // N-side chip coded as 10*chip_index
 393     n1P = n1 - 10 * n1N; // P-side chip coded 0-5
 394     array[nChipInW]=n1P;
 395     nChipInW++;
 396     array[nChipInW]=n1N;
 397     nChipInW++;
 398   }
 399
 400   Int_t n2N=-1;
 401   Int_t n2P=-1;
 402   Int_t n2=GetChipFromLocal(xmin,zmax);
 403   if(n2!=-1) { // Note! Recpoint can be on the sensor but in the dead area not covered by strips!
 404     n2N = (Int_t) (n2/10); // N-side chip coded as 10*chip_index
 405     n2P = n2 - 10 * n2N; // P-side chip coded 0-5
 406     if(n2P!=n1P) { array[nChipInW]=n2P; nChipInW++;}
 407     if(n2N!=n1N) { array[nChipInW]=n2N; nChipInW++;}
 408   }
 409
 410   Int_t n3N=-1;
 411   Int_t n3P=-1;
 412   Int_t n3=GetChipFromLocal(xmax,zmin);
 413   if(n3!=-1) {
 414     n3N=(Int_t) (n3/10); // N-side chip coded as 10*chip_index
 415     n3P=n3 - 10 * n3N; // P-side chip coded 0-5
 416     if((n3P!=n1P)&&(n3P!=n2P)) { array[nChipInW]=n3P; nChipInW++;}
 417     if((n3N!=n1N)&&(n3N!=n2N)) { array[nChipInW]=n3N; nChipInW++;}
 418   }
 419
 420   Int_t n4N=-1;
 421   Int_t n4P=-1;
 422   Int_t n4=GetChipFromLocal(xmax,zmax);
 423   if(n4!=-1) {
 424     n4N=(Int_t) (n4/10); // N-side chip coded as 10*chip_index
 425     n4P=n4 - 10 * n4N; // P-side chip coded 0-5
 426     if((n4P!=n1P)&&(n4P!=n2P)&&(n4P!=n3P)) { array[nChipInW]=n4P; nChipInW++;}
 427     if((n4N!=n1N)&&(n4N!=n2N)&&(n4N!=n3N)) { array[nChipInW]=n4N; nChipInW++;}
 428   }
 429
 430   return nChipInW;
 431
 432 }
 433
 434 //----------------------------------------------------------------------
 435 void AliITSsegmentationSSD::PrintDefaultParameters() const {
 436 // Print default values for parameters.
 437 // Values specified as static const data members are shown
 438
 439   cout<<"fgkDxDefault = "<<fgkDxDefault<<endl;
 440   cout<<"fgkDzDefault = "<<fgkDzDefault<<endl;
 441   cout<<"fgkDyDefault = "<<fgkDyDefault<<endl;
 442   cout<<"fgkPitchDefault = "<<fgkPitchDefault<<endl;
 443   cout<<"fgkNstripsDefault = "<<fgkNstripsDefault<<endl;
 444 }