ITS/AliITSsimulationSPD.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 /*
  17 $Id$
  18 */
  19
  20 #include <Riostream.h>
  21 #include <TH1.h>
  22 #include <TMath.h>
  23 #include <TParticle.h>
  24 #include <TRandom.h>
  25 #include <TString.h>
  26 #include "AliITS.h"
  27 #include "AliITSMapA2.h"
  28 #include "AliITSdigitSPD.h"
  29 #include "AliITSgeom.h"
  30 #include "AliITShit.h"
  31 #include "AliITSmodule.h"
  32 #include "AliITSpList.h"
  33 #include "AliITSCalibrationSPD.h"
  34 #include "AliITSsegmentationSPD.h"
  35 #include "AliITSsimulationSPD.h"
  36 #include "AliLog.h"
  37 #include "AliRun.h"
  38
  39 //#define DEBUG
  40
  41 ClassImp(AliITSsimulationSPD)
  42 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  43 //  Version: 1
  44 //  Modified by Bjorn S. Nilsen, G.E. Bruno, H. Tydesjo
  45 //  March-April 2006
  46 //
  47 //  Version: 0
  48 //  Written by Boris Batyunya
  49 //  December 20 1999
  50 //
  51 //
  52 // AliITSsimulationSPD is to do the simulation of SPDs.
  53 //
  54 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  55
  56 //______________________________________________________________________
  57 AliITSsimulationSPD::AliITSsimulationSPD():
  58 AliITSsimulation(),
  59 fHis(0),
  60 fSPDname(),
  61 fCoupling(){
  62     // Default constructor.
  63     // Inputs:
  64     //    none.
  65     // Outputs:
  66     //    none.
  67     // Return:
  68     //    A default constructed AliITSsimulationSPD class.
  69
  70     AliDebug(1,Form("Calling default constructor"));
  71 //    Init();
  72 }
  73 //______________________________________________________________________
  74 AliITSsimulationSPD::AliITSsimulationSPD(AliITSDetTypeSim *dettyp):
  75 AliITSsimulation(dettyp),
  76 fHis(0),
  77 fSPDname(),
  78 fCoupling(){
  79     // standard constructor
  80     // Inputs:
  81     //    AliITSsegmentation *seg  A pointer to the segmentation class
  82     //                             to be used for this simulation
  83     //    AliITSCalibration     *resp A pointer to the responce class to
  84     //                             be used for this simulation
  85     // Outputs:
  86     //    none.
  87     // Return:
  88     //    A default constructed AliITSsimulationSPD class.
  89
  90     AliDebug(1,Form("Calling standard constructor "));
  91 //      AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
  92 //      res->SetTemperature(0.0);
  93 //      res->SetDistanceOverVoltage(0.0);
  94     Init();
  95 }
  96 //______________________________________________________________________
  97 void AliITSsimulationSPD::Init(){
  98     // Initilization
  99     // Inputs:
 100     //    none.
 101     // Outputs:
 102     //    none.
 103     // Return:
 104     //    none.
 105     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 106
 107     SetModuleNumber(0);
 108     SetEventNumber(0);
 109     SetMap(new AliITSpList(GetNPixelsZ(),GetNPixelsX()));
 110     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 111     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 112     Double_t bias = res->GetBiasVoltage();
 113 //    cout << "Bias Voltage --> " << bias << endl; // dom
 114     res->SetDistanceOverVoltage(kmictocm*seg->Dy(),bias);
 115 // set kind of coupling ("old" or "new")
 116     char opt[20];
 117     res->GetCouplingOption(opt);
 118     char *old = strstr(opt,"old");
 119     if (old) {
 120         fCoupling=2;
 121     } else {
 122         fCoupling=1;
 123     } // end if
 124
 125     // Get the calibration objects for each module(ladder)
 126     GetCalibrationObjects(0); //RunNr 0 hard coded for now
 127
 128 }
 129 //______________________________________________________________________
 130 AliITSsimulationSPD::~AliITSsimulationSPD(){
 131     // destructor
 132     // Inputs:
 133     //    none.
 134     // Outputs:
 135     //    none.
 136     // Return:
 137     //     none.
 138
 139     if (fHis) {
 140         fHis->Delete();
 141         delete fHis;
 142     } // end if fHis
 143 }
 144 //______________________________________________________________________
 145 AliITSsimulationSPD::AliITSsimulationSPD(const
 146                                                    AliITSsimulationSPD
 147                                                    &s) : AliITSsimulation(s){
 148     //     Copy Constructor
 149     // Inputs:
 150     //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 151     //                                this class is a copy of
 152     // Outputs:
 153     //    none.
 154     // Return:
 155
 156     *this = s;
 157     return;
 158 }
 159 //______________________________________________________________________
 160 AliITSsimulationSPD&  AliITSsimulationSPD::operator=(const
 161                                            AliITSsimulationSPD &s){
 162     //    Assignment operator
 163     // Inputs:
 164     //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 165     //                                this class is a copy of
 166     // Outputs:
 167     //    none.
 168     // Return:
 169
 170     if(&s == this) return *this;
 171     this->fHis = s.fHis;
 172     fCoupling  = s.fCoupling;
 173     fSPDname   = s.fSPDname;
 174     return *this;
 175 }
 176 //______________________________________________________________________
 177 AliITSsimulation&  AliITSsimulationSPD::operator=(const
 178                                            AliITSsimulation &s){
 179     //    Assignment operator
 180     // Inputs:
 181     //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 182     //                                this class is a copy of
 183     // Outputs:
 184     //    none.
 185     // Return:
 186
 187     if(&s == this) return *this;
 188     Error("AliITSsimulationSPD","Not allowed to make a = with "
 189           "AliITSsimulationSPD","Using default creater instead");
 190
 191     return *this;
 192 }
 193
 194 //______________________________________________________________________
 195 void AliITSsimulationSPD::GetCalibrationObjects(Int_t RunNr) {
 196   AliCDBManager* man = AliCDBManager::Instance();
 197   if(!man->IsDefaultStorageSet()) {
 198     man->SetDefaultStorage("local://$ALICE_ROOT");
 199   }
 200   AliCDBEntry *entrySPD = man->Get("ITS/Calib/CalibSPD", RunNr);
 201   if(!entrySPD){
 202     AliWarning("Cannot find SPD calibration entry!");
 203     return;
 204   }
 205   TObjArray *respSPD = (TObjArray *)entrySPD->GetObject();
 206   if ((! respSPD)) {
 207     AliWarning("Cannot get data from SPD database entry!");
 208     return;
 209   }
 210   for (Int_t mod=0; mod<240; mod++) {
 211     calObj[mod] = (AliITSCalibrationSPD*) respSPD->At(mod);
 212   }
 213 }
 214
 215 //______________________________________________________________________
 216 void AliITSsimulationSPD::InitSimulationModule(Int_t module, Int_t event){
 217     //  This function creates maps to build the list of tracks for each
 218     //  summable digit. Inputs defined by base class.
 219     //  Inputs:
 220     //    Int_t module   // Module number to be simulated
 221     //    Int_t event    // Event number to be simulated
 222     //  Outputs:
 223     //    none
 224     //  Returns:
 225     //    none
 226
 227     AliDebug(1,Form("(module=%d,event=%d)",module,event));
 228     SetModuleNumber(module);
 229     SetEventNumber(event);
 230     ClearMap();
 231 }
 232 //_____________________________________________________________________
 233 void AliITSsimulationSPD::SDigitiseModule(AliITSmodule *mod,Int_t,
 234                                                Int_t event){
 235     //  This function begins the work of creating S-Digits.  Inputs defined
 236     //  by base class.
 237     //  Inputs:
 238     //    AliITSmodule *mod  //  module
 239     //    Int_t              //  not used
 240     //    Int_t event        //  Event number
 241     //  Outputs:
 242     //    none
 243     //  Return:
 244     //    test              //  test returns kTRUE if the module contained hits
 245     //                      //  test returns kFALSE if it did not contain hits
 246
 247     AliDebug(1,Form("(mod=%p, ,event=%d)",mod,event));
 248     if(!(mod->GetNhits())){
 249         AliDebug(1,Form("In event %d module %d there are %d hits returning.",
 250                         event, mod->GetIndex(),mod->GetNhits()));
 251         return;// if module has no hits don't create Sdigits
 252     } // end if
 253     SetModuleNumber(mod->GetIndex());
 254     SetEventNumber(event);
 255     // HitToSDigit(mod);
 256     HitToSDigitFast(mod);
 257     WriteSDigits();
 258     ClearMap();
 259 }
 260 //______________________________________________________________________
 261 void AliITSsimulationSPD::WriteSDigits(){
 262     //  This function adds each S-Digit to pList
 263     //  Inputs:
 264     //    none.
 265     //  Outputs:
 266     //    none.
 267     //  Return:
 268     //    none
 269     Int_t ix, nix, iz, niz;
 270     static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 271
 272     AliDebug(1,Form("Writing SDigits for module %d",GetModuleNumber()));
 273     GetMap()->GetMaxMapIndex(niz, nix);
 274     for(iz=0; iz<niz; iz++)for(ix=0; ix<nix; ix++){
 275         if(GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix)>0.0){
 276             aliITS->AddSumDigit(*(GetMap()->GetpListItem(iz,ix)));
 277             if(AliDebugLevel()>0) {
 278               AliDebug(1,Form("%d, %d",iz,ix));
 279               cout << *(GetMap()->GetpListItem(iz,ix)) << endl;
 280             } // end if GetDebug
 281         } // end if GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix)>0.0
 282     } // end for iz,ix
 283     return;
 284 }
 285 //______________________________________________________________________
 286 void AliITSsimulationSPD::FinishSDigitiseModule(){
 287     //  This function calls SDigitsToDigits which creates Digits from SDigits
 288     //  Inputs:
 289     //    none
 290     //  Outputs:
 291     //    none
 292     //  Return
 293     //    none
 294
 295     AliDebug(1,"()");
 296     pListToDigits(); // Charge To Signal both adds noise and
 297     ClearMap();
 298     return;
 299 }
 300 //______________________________________________________________________
 301 void AliITSsimulationSPD::DigitiseModule(AliITSmodule *mod,Int_t,
 302                                               Int_t){
 303     //  This function creates Digits straight from the hits and then adds
 304     //  electronic noise to the digits before adding them to pList
 305     //  Each of the input variables is passed along to HitToSDigit
 306     //  Inputs:
 307     //    AliITSmodule *mod     module
 308     //    Int_t                 Dummy.
 309     //    Int_t                 Dummy
 310     //  Outputs:
 311     //     none.
 312     //  Return:
 313     //    none.
 314
 315     AliDebug(1,Form("(mod=%p,,)",mod));
 316     // HitToSDigit(mod);
 317     HitToSDigitFast(mod);
 318     RemoveDeadPixels(mod);
 319     pListToDigits();
 320     ClearMap();
 321 }
 322 //______________________________________________________________________
 323 void AliITSsimulationSPD::HitToSDigit(AliITSmodule *mod){
 324     // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.
 325     // Inputs:
 326     //    AliITSmodule *mod  Pointer to this module
 327     // Output:
 328     //    none.
 329     // Return:
 330     //    none.
 331     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 332     TObjArray *hits = mod->GetHits();
 333     Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
 334     Int_t h,ix,iz,i;
 335     Int_t idtrack;
 336     Double_t x0=0.0,x1=0.0,y0=0.0,y1=0.0,z0=0.0,z1=0.0,de=0.0;
 337     Double_t x,y,z,t,tp,st,dt=0.2,el,sig,sigx,sigz,fda;
 338     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 339     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 340     Double_t thick = 0.5*kmictocm*seg->Dy();  // Half Thickness
 341     res->GetSigmaDiffusionAsymmetry(fda);
 342
 343     AliDebug(1,Form("(mod=%p) fCoupling=%d",mod,fCoupling));
 344     if(nhits<=0) return;
 345     for(h=0;h<nhits;h++){
 346       if(AliDebugLevel()>0) {
 347         AliDebug(1,Form("Hits, %d", h));
 348         cout << *(mod->GetHit(h)) << endl;
 349       } // end if GetDebug
 350         if(!mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)) continue;
 351         st = TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
 352         if(st>0.0){
 353             st = (Double_t)((Int_t)(st/kmictocm)); // number of microns
 354             if(st<=1.0) st = 1.0;
 355             dt = 1.0/st;
 356             for(t=0.0;t<1.0;t+=dt){ // Integrate over t
 357                 tp  = t+0.5*dt;
 358                 x   = x0+x1*tp;
 359                 y   = y0+y1*tp;
 360                 z   = z0+z1*tp;
 361                 if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 362                 el  = res->GeVToCharge((Double_t)(dt*de));
 363                 if(GetDebug(1)){
 364                     if(el<=0.0) cout<<"el="<<el<<" dt="<<dt
 365                                     <<" de="<<de<<endl;
 366                 } // end if GetDebug
 367                 sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 368                 //  SpreadCharge(x,z,ix,iz,el,sig,idtrack,h);
 369                 sigx=sig;
 370                 sigz=sig*fda;
 371                 SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,idtrack,h);
 372                 cout << "sigx, sigz, y "<< sigx << " " << sigz<< " " << TMath::Abs(thick + y) << endl;// ciccio
 373             } // end for t
 374         } else { // st == 0.0 deposit it at this point
 375             x   = x0;
 376             y   = y0;
 377             z   = z0;
 378             if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 379             el  = res->GeVToCharge((Double_t)de);
 380             sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 381             // SpreadCharge(x,z,ix,iz,el,sig,idtrack,h);
 382             sigx=sig;
 383             sigz=sig*fda;
 384             SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,idtrack,h);
 385         } // end if st>0.0
 386         // Coupling
 387         switch (fCoupling) {
 388         default:
 389             break;
 390         case 1: //case 3:
 391             // x is column and z is row (see AliITSsegmentationSPD::GetPadIxz)
 392             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 393                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 394                 else{
 395                     GetMap()->GetMapIndex(
 396                               GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 397                     SetCoupling(iz,ix,idtrack,h);
 398                 } // end for i
 399             break;
 400         case 2: // case 4:
 401             // x is column and z is row (see AliITSsegmentationSPD::GetPadIxz)
 402             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 403                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 404                 else{
 405                     GetMap()->GetMapIndex(
 406                                 GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 407                     SetCouplingOld(iz,ix,idtrack,h);
 408                 } // end for i
 409             break;
 410         } // end switch
 411     } // Loop over all hits h
 412     if(GetDebug(2))Info("HitToSDigit","Finished fCoupling=%d",fCoupling);
 413 }
 414 //______________________________________________________________________
 415 void AliITSsimulationSPD::HitToSDigitFast(AliITSmodule *mod){
 416     // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.    // Inputs:
 417     //    AliITSmodule *mod  Pointer to this module
 418     // Output:
 419     //    none.
 420     // Return:
 421     //    none.
 422     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 423     const Int_t n10=10;
 424     const Double_t ti[n10]={7.443716945e-3,2.166976971e-1,3.397047841e-1,
 425                             4.325316833e-1,4.869532643e-1,5.130467358e-1,
 426                             5.674683167e-1,6.602952159e-1,7.833023029e-1,
 427                             9.255628306e-1};
 428     const Double_t wi[n10]={1.477621124e-1,1.346333597e-1,1.095431813e-1,
 429                             7.472567455e-2,3.333567215e-2,3.333567215e-2,
 430                             7.472567455e-2,1.095431813e-1,1.346333597e-1,
 431                             1.477621124e-1};
 432     TObjArray *hits = mod->GetHits();
 433     Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
 434     Int_t h,ix,iz,i;
 435     Int_t idtrack;
 436     Double_t x0=0.0,x1=0.0,y0=0.0,y1=0.0,z0=0.0,z1=0.0,de=0.0;
 437     Double_t x,y,z,t,st,el,sig,sigx,sigz,fda;
 438     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 439     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 440     Double_t thick = 0.5*kmictocm*seg->Dy();  // Half thickness
 441     res->GetSigmaDiffusionAsymmetry(fda);
 442 //    cout << "Half Thickness " << thick << endl;  // dom
 443 //    cout << "Diffusion asymm " << fda << endl;  // dom
 444
 445     AliDebug(1,Form("(mod=%p) fCoupling=%d",mod,fCoupling));
 446     if(nhits<=0) return;
 447     for(h=0;h<nhits;h++){
 448       if(AliDebugLevel()>0) {
 449         AliDebug(1,Form("Hits, %d", h));
 450         cout << *(mod->GetHit(h)) << endl;
 451       } // end if GetDebug
 452         if(!mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)) continue;
 453         st = TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
 454         if(st>0.0) for(i=0;i<n10;i++){ // Integrate over t
 455             t   = ti[i];
 456             x   = x0+x1*t;
 457             y   = y0+y1*t;
 458             z   = z0+z1*t;
 459                 if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 460                 // el  = res->GeVToCharge((Double_t)(dt*de));
 461                 // el  = 1./n10*res->GeVToCharge((Double_t)de);
 462                 el  = wi[i]*res->GeVToCharge((Double_t)de);
 463                 if(GetDebug(1)){
 464                     if(el<=0.0) cout<<"el="<<el<<" wi["<<i<<"]="<<wi[i]
 465                                     <<" de="<<de<<endl;
 466                 } // end if GetDebug
 467                 sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 468                 sigx=sig;
 469                 sigz=sig*fda;
 470                 //SpreadCharge(x,z,ix,iz,el,sig,idtrack,h);
 471                 SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,idtrack,h);
 472                 // cout << "sigx sigz " << sigx << " " << sigz << endl; // dom
 473             } // end for i // End Integrate over t
 474         else { // st == 0.0 deposit it at this point
 475             x   = x0;
 476             y   = y0;
 477             z   = z0;
 478             if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 479             el  = res->GeVToCharge((Double_t)de);
 480             sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 481             //SpreadCharge(x,z,ix,iz,el,sig,idtrack,h);
 482             sigx=sig;
 483             sigz=sig*fda;
 484             SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,idtrack,h);
 485         } // end if st>0.0
 486         // Coupling
 487         switch (fCoupling) {
 488         default:
 489             break;
 490         case 1: // case 3:
 491             // x is column and z is row (see AliITSsegmentationSPD::GetPadIxz)
 492             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 493                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 494                 else{
 495                     GetMap()->GetMapIndex(
 496                               GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 497                     SetCoupling(iz,ix,idtrack,h);
 498                 } // end for i
 499             break;
 500         case 2: // case 4:
 501             // x is column and z is row (see AliITSsegmentationSPD::GetPadIxz)
 502             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 503                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 504                 else{
 505                     GetMap()->GetMapIndex(
 506                                 GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);                    SetCouplingOld(iz,ix,idtrack,h);
 507                 } // end for i
 508             break;
 509         } // end switch
 510     } // Loop over all hits h
 511     if(GetDebug(2))Info("HitToSDigit","Finished fCoupling=%d",fCoupling);
 512 }
 513 //______________________________________________________________________
 514 void AliITSsimulationSPD::SpreadCharge(Double_t x0,Double_t z0,
 515                                             Int_t ix0,Int_t iz0,
 516                                             Double_t el,Double_t sig,Int_t t,
 517                                             Int_t hi){
 518     // Spreads the charge over neighboring cells. Assume charge is distributed
 519     // as charge(x,z) = (el/2*pi*sig*sig)*exp(-arg)
 520     // arg=((x-x0)*(x-x0)/2*sig*sig)+((z-z0*z-z0)/2*sig*sig)
 521     // Defined this way, the integral over all x and z is el.
 522     // Inputs:
 523     //    Double_t x0   x position of point where charge is liberated
 524     //    Double_t y0   y position of point where charge is liberated
 525     //    Double_t z0   z position of point where charge is liberated
 526     //    Int_t    ix0  row of cell corresponding to point x0
 527     //    Int_t    iz0  columb of cell corresponding to point z0
 528     //    Double_t el   number of electrons liberated in this step
 529     //    Double_t sig  Sigma difusion for this step (y0 dependent)
 530     //    Int_t    t    track number
 531     //    Int_t    ti   hit track index number
 532     //    Int_t    hi   hit "hit" index number
 533     // Outputs:
 534     //     none.
 535     // Return:
 536     //     none.
 537     const Int_t knx = 3,knz = 2;
 538     const Double_t kRoot2 = 1.414213562; // Sqrt(2).
 539     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 540     Int_t ix,iz,ixs,ixe,izs,ize;
 541     Float_t x,z;
 542     Double_t x1,x2,z1,z2,s,sp;
 543     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 544
 545
 546     if(GetDebug(4)) Info("SpreadCharge","(x0=%e,z0=%e,ix0=%d,iz0=%d,el=%e,"
 547                          "sig=%e,t=%d,i=%d)",x0,z0,ix0,iz0,el,sig,t,hi);
 548     if(sig<=0.0) { // if sig<=0 No diffusion to simulate.
 549         GetMap()->AddSignal(iz0,ix0,t,hi,GetModuleNumber(),el);
 550         if(GetDebug(2)){
 551             cout << "sig<=0.0=" << sig << endl;
 552         } // end if GetDebug
 553         return;
 554     } // end if
 555     sp = 1.0/(sig*kRoot2);
 556     if(GetDebug(2)){
 557         cout << "sig=" << sig << " sp=" << sp << endl;
 558     } // end if GetDebug
 559     ixs = TMath::Max(-knx+ix0,0);
 560     ixe = TMath::Min(knx+ix0,seg->Npx()-1);
 561     izs = TMath::Max(-knz+iz0,0);
 562     ize = TMath::Min(knz+iz0,seg->Npz()-1);
 563     for(ix=ixs;ix<=ixe;ix++) for(iz=izs;iz<=ize;iz++){
 564         seg->DetToLocal(ix,iz,x,z); // pixel center
 565         x1  = x;
 566         z1  = z;
 567         x2  = x1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix); // Upper
 568         x1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix);  // Lower
 569         z2  = z1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz); // Upper
 570         z1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz);  // Lower
 571         x1 -= x0; // Distance from where track traveled
 572         x2 -= x0; // Distance from where track traveled
 573         z1 -= z0; // Distance from where track traveled
 574         z2 -= z0; // Distance from where track traveled
 575         s   = 0.25; // Correction based on definision of Erfc
 576         s  *= TMath::Erfc(sp*x1) - TMath::Erfc(sp*x2);
 577         if(GetDebug(3)){
 578             cout <<"el="<<el<<" ix0="<<ix0<<" ix="<<ix<<" x0="<<x<<
 579                 " iz0="<<iz0<<" iz="<<iz<<" z0="<<z<<
 580                 " sp*x1="<<sp*x1<<" sp*x2="<<sp*x2<<" s="<<s;
 581         } // end if GetDebug
 582         s  *= TMath::Erfc(sp*z1) - TMath::Erfc(sp*z2);
 583         if(GetDebug(3)){
 584             cout<<" sp*z1="<<sp*z1<<" sp*z2="<<sp*z2<<" s="<<s<< endl;
 585         } // end if GetDebug
 586         GetMap()->AddSignal(iz,ix,t,hi,GetModuleNumber(),s*el);
 587     } // end for ix, iz
 588 }
 589 //______________________________________________________________________
 590 void AliITSsimulationSPD::SpreadChargeAsym(Double_t x0,Double_t z0,
 591                                             Int_t ix0,Int_t iz0,
 592                                             Double_t el,Double_t sigx,Double_t sigz,
 593                                             Int_t t,Int_t hi){
 594     // Spreads the charge over neighboring cells. Assume charge is distributed
 595     // as charge(x,z) = (el/2*pi*sigx*sigz)*exp(-arg)
 596     // arg=((x-x0)*(x-x0)/2*sigx*sigx)+((z-z0*z-z0)/2*sigz*sigz)
 597     // Defined this way, the integral over all x and z is el.
 598     // Inputs:
 599     //    Double_t x0   x position of point where charge is liberated
 600     //    Double_t y0   y position of point where charge is liberated
 601     //    Double_t z0   z position of point where charge is liberated
 602     //    Int_t    ix0  row of cell corresponding to point x0
 603     //    Int_t    iz0  columb of cell corresponding to point z0
 604     //    Double_t el   number of electrons liberated in this step
 605     //    Double_t sigx Sigma difusion along x for this step (y0 dependent)
 606     //    Double_t sigz Sigma difusion along z for this step (y0 dependent)
 607     //    Int_t    t    track number
 608     //    Int_t    ti   hit track index number
 609     //    Int_t    hi   hit "hit" index number
 610     // Outputs:
 611     //     none.
 612     // Return:
 613     //     none.
 614     const Int_t knx = 3,knz = 2;
 615     const Double_t kRoot2 = 1.414213562; // Sqrt(2).
 616     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 617     Int_t ix,iz,ixs,ixe,izs,ize;
 618     Float_t x,z;
 619     Double_t x1,x2,z1,z2,s,spx,spz;
 620     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 621
 622
 623     if(GetDebug(4)) Info("SpreadCharge","(x0=%e,z0=%e,ix0=%d,iz0=%d,el=%e,"
 624                          "sig=%e,t=%d,i=%d)",x0,z0,ix0,iz0,el,sigx,sigz,t,hi);
 625     if(sigx<=0.0 || sigz<=0.0) { // if sig<=0 No diffusion to simulate.
 626         GetMap()->AddSignal(iz0,ix0,t,hi,GetModuleNumber(),el);
 627         if(GetDebug(2)){
 628             cout << "sigx<=0.0=" << sigx << endl;
 629             cout << "sigz<=0.0=" << sigz << endl;
 630         } // end if GetDebug
 631         return;
 632     } // end if
 633     spx = 1.0/(sigx*kRoot2);     spz = 1.0/(sigz*kRoot2);
 634     if(GetDebug(2)){
 635         cout << "sigx=" << sigx << " spx=" << spx << endl;
 636         cout << "sigz=" << sigz << " spz=" << spz << endl;
 637     } // end if GetDebug
 638     ixs = TMath::Max(-knx+ix0,0);
 639     ixe = TMath::Min(knx+ix0,seg->Npx()-1);
 640     izs = TMath::Max(-knz+iz0,0);
 641     ize = TMath::Min(knz+iz0,seg->Npz()-1);
 642     for(ix=ixs;ix<=ixe;ix++) for(iz=izs;iz<=ize;iz++){
 643         seg->DetToLocal(ix,iz,x,z); // pixel center
 644         x1  = x;
 645         z1  = z;
 646         x2  = x1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix); // Upper
 647         x1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix);  // Lower
 648         z2  = z1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz); // Upper
 649         z1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz);  // Lower
 650         x1 -= x0; // Distance from where track traveled
 651         x2 -= x0; // Distance from where track traveled
 652         z1 -= z0; // Distance from where track traveled
 653         z2 -= z0; // Distance from where track traveled
 654         s   = 0.25; // Correction based on definision of Erfc
 655         s  *= TMath::Erfc(spx*x1) - TMath::Erfc(spx*x2);
 656         if(GetDebug(3)){
 657             cout <<"el="<<el<<" ix0="<<ix0<<" ix="<<ix<<" x0="<<x<<
 658                 " iz0="<<iz0<<" iz="<<iz<<" z0="<<z<<
 659                 " spx*x1="<<spx*x1<<" spx*x2="<<spx*x2<<" s="<<s;
 660         } // end if GetDebug
 661         s  *= TMath::Erfc(spz*z1) - TMath::Erfc(spz*z2);
 662         if(GetDebug(3)){
 663             cout<<" spz*z1="<<spz*z1<<" spz*z2="<<spz*z2<<" s="<<s<< endl;
 664         } // end if GetDebug
 665         GetMap()->AddSignal(iz,ix,t,hi,GetModuleNumber(),s*el);
 666     } // end for ix, iz
 667 }
 668 //______________________________________________________________________
 669 void AliITSsimulationSPD::RemoveDeadPixels(AliITSmodule *mod){
 670   Int_t module_nr = mod->GetIndex();
 671   Int_t nr_dead = calObj[module_nr]->GetNrDead();
 672   for (Int_t i=0; i<nr_dead; i++) {
 673     GetMap()->DeleteHit(calObj[module_nr]->GetDeadColAt(i),calObj[module_nr]->GetDeadRowAt(i));
 674   }
 675 }
 676 //______________________________________________________________________
 677 void AliITSsimulationSPD::pListToDigits(){
 678     // add noise and electronics, perform the zero suppression and add the
 679     // digit to the list
 680     // Inputs:
 681     //    none.
 682     // Outputs:
 683     //    none.
 684     // Return:
 685     //    none.
 686     static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 687     Int_t j,ix,iz;
 688     Double_t  electronics;
 689     Double_t sig;
 690     const Int_t    nmaxtrk=AliITSdigitSPD::GetNTracks();
 691     static AliITSdigitSPD dig;
 692     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 693     if(GetDebug(1)) Info("pListToDigits","()");
 694     for(iz=0; iz<GetNPixelsZ(); iz++) for(ix=0; ix<GetNPixelsX(); ix++){
 695 // NEW (for the moment plugged by hand, in the future possibly read from Data Base)
 696 // here parametrize the efficiency of the pixel along the row for the test columns (1,9,17,25)
 697 //        if(iz==1 || iz == 9 || iz == 17 || iz == 25) {
 698 //        Double_t eff,p1=0.,p2=0.;
 699 //        Double_t x=ix;
 700 //        switch (iz) {
 701 //          case 1:   p1=0.63460;p2=0.42438E-01;break;
 702 //          case 9:   p1=0.41090;p2=0.75914E-01;break;
 703 //        case 17:  p1=0.31883;p2=0.91502E-01;break;
 704 //        case 25:  p1=0.48828;p2=0.57975E-01;break;
 705 //         } // end switch
 706 //          eff=1.-p1*exp(-p2*x);
 707 //          if (gRandom->Rndm() >= eff) continue;
 708 //        } // end  if
 709  // END parametrize the efficiency
 710  //
 711         electronics = res->ApplyBaselineAndNoise();
 712         UpdateMapNoise(ix,iz,electronics);
 713         //
 714         // Apply Threshold and write Digits.
 715         sig = GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix);
 716         FillHistograms(ix,iz,sig+electronics);
 717         if(GetDebug(3)){
 718             cout<<sig<<"+"<<electronics<<">threshold("<<ix<<","<<iz
 719                 <<")="<<GetThreshold() <<endl;
 720         } // end if GetDebug
 721         if (sig+electronics <= GetThreshold()) continue;
 722         dig.SetCoord1(iz);
 723         dig.SetCoord2(ix);
 724         dig.SetSignal(1);
 725         dig.SetSignalSPD((Int_t) GetMap()->GetSignal(iz,ix));
 726         for(j=0;j<nmaxtrk;j++){
 727             if (j<GetMap()->GetNEntries()) {
 728                 dig.SetTrack(j,GetMap()->GetTrack(iz,ix,j));
 729                 dig.SetHit(j,GetMap()->GetHit(iz,ix,j));
 730             }else { // Default values
 731                 dig.SetTrack(j,-3);
 732                 dig.SetHit(j,-1);
 733             } // end if GetMap()
 734         } // end for j
 735         if(GetDebug(3)){
 736             cout<<iz<<","<<ix<<","<<*(GetMap()->GetpListItem(iz,ix))<<endl;
 737         } // end if GetDebug
 738         aliITS->AddSimDigit(0,&dig);
 739     } //  for ix/iz
 740 }
 741 //______________________________________________________________________
 742 void AliITSsimulationSPD::CreateHistograms(){
 743     // create 1D histograms for tests
 744     // Inputs:
 745     //    none.
 746     // Outputs:
 747     //    none.
 748     // Return:
 749     //     none.
 750
 751     if(GetDebug(1)) Info("CreateHistograms","create histograms");
 752
 753     fHis = new TObjArray(GetNPixelsZ());
 754     TString fSPDname("spd_");
 755     for(Int_t i=0;i<GetNPixelsZ();i++) {
 756         Char_t pixelz[4];
 757         sprintf(pixelz,"%d",i);
 758         fSPDname.Append(pixelz);
 759         fHis->AddAt(new TH1F(fSPDname.Data(),"SPD maps",
 760                              GetNPixelsX(),0.,(Double_t)GetNPixelsX()),i);
 761     } // end for i
 762 }
 763 //______________________________________________________________________
 764 void AliITSsimulationSPD::FillHistograms(Int_t ix,Int_t iz,Double_t v){
 765     // Fill the histogram
 766     // Inputs:
 767     //    none.
 768     // Outputs:
 769     //    none.
 770     // Return:
 771     //     none.
 772
 773     if(!GetHistArray()) return; // Only fill if setup.
 774     if(GetDebug(2)) Info("FillHistograms","fill histograms");
 775     GetHistogram(iz)->Fill(ix,v);
 776 }
 777 //______________________________________________________________________
 778 void AliITSsimulationSPD::ResetHistograms(){
 779     // Reset histograms for this detector
 780     // Inputs:
 781     //    none.
 782     // Outputs:
 783     //    none.
 784     // Return:
 785     //     none.
 786
 787     if(!GetHistArray()) return; // Only fill if setup.
 788     if(GetDebug(2)) Info("FillHistograms","fill histograms");
 789     for ( int i=0;i<GetNPixelsZ();i++ ) {
 790         if (fHis->At(i))    ((TH1F*)fHis->At(i))->Reset();
 791     } // end for i
 792 }
 793
 794 //______________________________________________________________________
 795 void AliITSsimulationSPD::SetCoupling(Int_t row, Int_t col, Int_t ntrack,
 796                                       Int_t idhit) {
 797     //  Take into account the coupling between adiacent pixels.
 798     //  The parameters probcol and probrow are the probability of the
 799     //  signal in one pixel shared in the two adjacent pixels along
 800     //  the column and row direction, respectively.
 801     //  Note pList is goten via GetMap() and module is not need any more.
 802     //  Otherwise it is identical to that coded by Tiziano Virgili (BSN).
 803     //Begin_Html
 804     /*
 805       <img src="picts/ITS/barimodel_3.gif">
 806       </pre>
 807       <br clear=left>
 808       <font size=+2 color=red>
 809       <a href="mailto:tiziano.virgili@cern.ch"></a>.
 810       </font>
 811       <pre>
 812     */
 813     //End_Html
 814     // Inputs:
 815     //    Int_t row            z cell index
 816     //    Int_t col            x cell index
 817     //    Int_t ntrack         track incex number
 818     //    Int_t idhit          hit index number
 819     // Outputs:
 820     //    none.
 821     // Return:
 822     //     none.
 823     Int_t j1,j2,flag=0;
 824     Double_t pulse1,pulse2;
 825     Double_t couplR=0.0,couplC=0.0;
 826     Double_t xr=0.;
 827
 828     GetCouplings(couplC,couplR);
 829     if(GetDebug(3)) Info("SetCoupling","(row=%d,col=%d,ntrack=%d,idhit=%d) "
 830                          "Calling SetCoupling couplR=%e couplC=%e",
 831                          row,col,ntrack,idhit,couplR,couplC);
 832     j1 = row;
 833     j2 = col;
 834     pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(row,col);
 835     pulse2 = pulse1;
 836     for (Int_t isign=-1;isign<=1;isign+=2){// loop in row direction
 837         do{
 838             j1 += isign;
 839             //   pulse1 *= couplR;
 840             xr = gRandom->Rndm();
 841             //if ((j1<0)||(j1>GetNPixelsZ()-1)||(pulse1<GetThreshold())){
 842             if ((j1<0) || (j1>GetNPixelsZ()-1) || (xr>couplR)){
 843                 j1 = row;
 844                 flag = 1;
 845             }else{
 846                 UpdateMapSignal(col,j1,ntrack,idhit,pulse1);
 847                 //  flag = 0;
 848                 flag = 1; // only first next!!
 849             } // end if
 850         } while(flag == 0);
 851         // loop in column direction
 852         do{
 853             j2 += isign;
 854             // pulse2 *= couplC;
 855             xr = gRandom->Rndm();
 856             //if((j2<0)||j2>(GetNPixelsX()-1)||pulse2<GetThreshold()){
 857             if ((j2<0) || (j2>GetNPixelsX()-1) || (xr>couplC)){
 858                 j2 = col;
 859                 flag = 1;
 860             }else{
 861                 UpdateMapSignal(j2,row,ntrack,idhit,pulse2);
 862                 //  flag = 0;
 863                 flag = 1; // only first next!!
 864             } // end if
 865         } while(flag == 0);
 866     } // for isign
 867 }
 868 //______________________________________________________________________
 869 void AliITSsimulationSPD::SetCouplingOld(Int_t row, Int_t col,
 870                 Int_t ntrack,Int_t idhit) {
 871     //  Take into account the coupling between adiacent pixels.
 872     //  The parameters probcol and probrow are the fractions of the
 873     //  signal in one pixel shared in the two adjacent pixels along
 874     //  the column and row direction, respectively.
 875     //Begin_Html
 876     /*
 877       <img src="picts/ITS/barimodel_3.gif">
 878       </pre>
 879       <br clear=left>
 880       <font size=+2 color=red>
 881       <a href="mailto:Rocco.Caliandro@ba.infn.it"></a>.
 882       </font>
 883       <pre>
 884     */
 885     //End_Html
 886     // Inputs:
 887     //    Int_t row            z cell index
 888     //    Int_t col            x cell index
 889     //    Int_t ntrack         track incex number
 890     //    Int_t idhit          hit index number
 891     //    Int_t module         module number
 892     // Outputs:
 893     //    none.
 894     // Return:
 895     //     none.
 896     Int_t j1,j2,flag=0;
 897     Double_t pulse1,pulse2;
 898     Double_t couplR=0.0,couplC=0.0;
 899
 900     GetCouplings(couplC,couplR);
 901
 902     //  Debugging ...
 903 //    cout << "Threshold --> " << GetThreshold() << endl;  // dom
 904 //    cout << "Couplings --> " << couplC << " " << couplR << endl;  //dom
 905
 906
 907     if(GetDebug(3)) Info("SetCouplingOld","(row=%d,col=%d,ntrack=%d,idhit=%d) "
 908                          "Calling SetCoupling couplR=%e couplC=%e",
 909                          row,col,ntrack,idhit,couplR,couplC);
 910     for (Int_t isign=-1;isign<=1;isign+=2){// loop in row direction
 911     pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(row,col);
 912     pulse2 = pulse1;
 913     j1 = row;
 914     j2 = col;
 915         do{
 916             j1 += isign;
 917             pulse1 *= couplR;
 918             if ((j1<0)||(j1>GetNPixelsZ()-1)||(pulse1<GetThreshold())){
 919                 pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(row,col);
 920                 j1 = row;
 921                 flag = 1;
 922             }else{
 923                 UpdateMapSignal(col,j1,ntrack,idhit,pulse1);
 924                 // flag = 0;
 925                 flag = 1;  // only first next !!
 926             } // end if
 927         } while(flag == 0);
 928         // loop in column direction
 929         do{
 930             j2 += isign;
 931             pulse2 *= couplC;
 932             if((j2<0)||(j2>(GetNPixelsX()-1))||(pulse2<GetThreshold())){
 933                 pulse2 = GetMap()->GetSignalOnly(row,col);
 934                 j2 = col;
 935                 flag = 1;
 936             }else{
 937                 UpdateMapSignal(j2,row,ntrack,idhit,pulse2);
 938                 // flag = 0;
 939                 flag = 1; // only first next!!
 940             } // end if
 941         } while(flag == 0);
 942     } // for isign
 943 }