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 <TString.h>
  23 #include "AliITS.h"
  24 #include "AliITSdigitSPD.h"
  25 #include "AliITShit.h"
  26 #include "AliITSmodule.h"
  27 #include "AliITSpList.h"
  28 #include "AliITSCalibrationSPD.h"
  29 #include "AliITSsegmentationSPD.h"
  30 #include "AliITSsimulationSPD.h"
  31 #include "AliLog.h"
  32 #include "AliRun.h"
  33 #include "AliCDBEntry.h"
  34 #include "AliCDBLocal.h"
  35
  36 //#define DEBUG
  37
  38 ClassImp(AliITSsimulationSPD)
  39 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  40 //  Version: 1
  41 //  Modified by D. Elia, G.E. Bruno, H. Tydesjo
  42 //  Fast diffusion code by Bjorn S. Nilsen
  43 //  March-April 2006
  44 //
  45 //  Version: 0
  46 //  Written by Boris Batyunya
  47 //  December 20 1999
  48 //
  49 //
  50 // AliITSsimulationSPD is to do the simulation of SPDs.
  51 //
  52 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  53
  54 //______________________________________________________________________
  55 AliITSsimulationSPD::AliITSsimulationSPD():
  56 AliITSsimulation(),
  57 fHis(0),
  58 fSPDname(),
  59 fCoupling(){
  60     // Default constructor.
  61     // Inputs:
  62     //    none.
  63     // Outputs:
  64     //    none.
  65     // Return:
  66     //    A default constructed AliITSsimulationSPD class.
  67
  68     AliDebug(1,Form("Calling default constructor"));
  69 //    Init();
  70 }
  71 //______________________________________________________________________
  72 AliITSsimulationSPD::AliITSsimulationSPD(AliITSDetTypeSim *dettyp):
  73 AliITSsimulation(dettyp),
  74 fHis(0),
  75 fSPDname(),
  76 fCoupling(){
  77     // standard constructor
  78     // Inputs:
  79     //    AliITSsegmentation *seg  A pointer to the segmentation class
  80     //                             to be used for this simulation
  81     //    AliITSCalibration     *resp A pointer to the responce class to
  82     //                             be used for this simulation
  83     // Outputs:
  84     //    none.
  85     // Return:
  86     //    A default constructed AliITSsimulationSPD class.
  87
  88     AliDebug(1,Form("Calling standard constructor "));
  89 //      AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
  90 //      res->SetTemperature(0.0);
  91 //      res->SetDistanceOverVoltage(0.0);
  92     Init();
  93 }
  94 //______________________________________________________________________
  95 void AliITSsimulationSPD::Init(){
  96     // Initilization
  97     // Inputs:
  98     //    none.
  99     // Outputs:
 100     //    none.
 101     // Return:
 102     //    none.
 103     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 104
 105     SetModuleNumber(0);
 106     SetEventNumber(0);
 107     SetMap(new AliITSpList(GetNPixelsZ(),GetNPixelsX()));
 108     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 109     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 110     Double_t bias = res->GetBiasVoltage();
 111 //    cout << "Bias Voltage --> " << bias << endl; // dom
 112     res->SetDistanceOverVoltage(kmictocm*seg->Dy(),bias);
 113 // set kind of coupling ("old" or "new")
 114     char opt[20];
 115     res->GetCouplingOption(opt);
 116     char *old = strstr(opt,"old");
 117     if (old) {
 118         fCoupling=2;
 119     } else {
 120         fCoupling=1;
 121     } // end if
 122
 123     // Get the calibration objects for each module(ladder)
 124     GetCalibrationObjects(0); //RunNr 0 hard coded for now
 125
 126 }
 127 //______________________________________________________________________
 128 AliITSsimulationSPD::~AliITSsimulationSPD(){
 129     // destructor
 130     // Inputs:
 131     //    none.
 132     // Outputs:
 133     //    none.
 134     // Return:
 135     //     none.
 136
 137     if (fHis) {
 138         fHis->Delete();
 139         delete fHis;
 140     } // end if fHis
 141 }
 142 //______________________________________________________________________
 143 AliITSsimulationSPD::AliITSsimulationSPD(const
 144                                                    AliITSsimulationSPD
 145                                                    &s) : AliITSsimulation(s){
 146     //     Copy Constructor
 147     // Inputs:
 148     //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 149     //                                this class is a copy of
 150     // Outputs:
 151     //    none.
 152     // Return:
 153
 154     *this = s;
 155     return;
 156 }
 157 //______________________________________________________________________
 158 AliITSsimulationSPD&  AliITSsimulationSPD::operator=(const
 159                                            AliITSsimulationSPD &s){
 160     //    Assignment operator
 161     // Inputs:
 162     //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 163     //                                this class is a copy of
 164     // Outputs:
 165     //    none.
 166     // Return:
 167
 168     if(&s == this) return *this;
 169     this->fHis = s.fHis;
 170     fCoupling  = s.fCoupling;
 171     fSPDname   = s.fSPDname;
 172     return *this;
 173 }
 174 //______________________________________________________________________
 175 AliITSsimulation&  AliITSsimulationSPD::operator=(const
 176                                            AliITSsimulation &s){
 177     //    Assignment operator
 178     // Inputs:
 179     //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 180     //                                this class is a copy of
 181     // Outputs:
 182     //    none.
 183     // Return:
 184
 185     if(&s == this) return *this;
 186     Error("AliITSsimulationSPD","Not allowed to make a = with "
 187           "AliITSsimulationSPD","Using default creater instead");
 188
 189     return *this;
 190 }
 191
 192 //______________________________________________________________________
 193 void AliITSsimulationSPD::GetCalibrationObjects(Int_t RunNr) {
 194     //    Gets the calibration objects for each module (ladder)
 195     // Inputs:
 196     //    RunNr: hard coded to RunNr=0 for now
 197     // Outputs:
 198     //    none.
 199     // Return:
 200     //    none.
 201
 202   AliCDBManager* man = AliCDBManager::Instance();
 203   if(!man->IsDefaultStorageSet()) {
 204     man->SetDefaultStorage("local://$ALICE_ROOT");
 205   }
 206   AliCDBEntry *entrySPD = man->Get("ITS/Calib/CalibSPD", RunNr);
 207   if(!entrySPD){
 208     AliWarning("Cannot find SPD calibration entry!");
 209     return;
 210   }
 211   TObjArray *respSPD = (TObjArray *)entrySPD->GetObject();
 212   if ((! respSPD)) {
 213     AliWarning("Cannot get data from SPD database entry!");
 214     return;
 215   }
 216   for (Int_t mod=0; mod<240; mod++) {
 217     fCalObj[mod] = (AliITSCalibrationSPD*) respSPD->At(mod);
 218   }
 219 }
 220
 221 //______________________________________________________________________
 222 void AliITSsimulationSPD::InitSimulationModule(Int_t module, Int_t event){
 223     //  This function creates maps to build the list of tracks for each
 224     //  summable digit. Inputs defined by base class.
 225     //  Inputs:
 226     //    Int_t module   // Module number to be simulated
 227     //    Int_t event    // Event number to be simulated
 228     //  Outputs:
 229     //    none
 230     //  Returns:
 231     //    none
 232
 233     AliDebug(1,Form("(module=%d,event=%d)",module,event));
 234     SetModuleNumber(module);
 235     SetEventNumber(event);
 236     ClearMap();
 237 }
 238 //_____________________________________________________________________
 239 void AliITSsimulationSPD::SDigitiseModule(AliITSmodule *mod,Int_t,
 240                                                Int_t event){
 241     //  This function begins the work of creating S-Digits.  Inputs defined
 242     //  by base class.
 243     //  Inputs:
 244     //    AliITSmodule *mod  //  module
 245     //    Int_t              //  not used
 246     //    Int_t event        //  Event number
 247     //  Outputs:
 248     //    none
 249     //  Return:
 250     //    test              //  test returns kTRUE if the module contained hits
 251     //                      //  test returns kFALSE if it did not contain hits
 252
 253     AliDebug(1,Form("(mod=%p, ,event=%d)",mod,event));
 254     if(!(mod->GetNhits())){
 255         AliDebug(1,Form("In event %d module %d there are %d hits returning.",
 256                         event, mod->GetIndex(),mod->GetNhits()));
 257         return;// if module has no hits don't create Sdigits
 258     } // end if
 259     SetModuleNumber(mod->GetIndex());
 260     SetEventNumber(event);
 261     // HitToSDigit(mod);
 262     HitToSDigitFast(mod);
 263     RemoveDeadPixels(mod);
 264 //    cout << "After Remove in SDigitiseModule !!!!!" << endl; // dom
 265 //    cout << "Module " << mod->GetIndex() << " Event " << event << endl; // dom
 266     WriteSDigits();
 267     ClearMap();
 268 }
 269 //______________________________________________________________________
 270 void AliITSsimulationSPD::WriteSDigits(){
 271     //  This function adds each S-Digit to pList
 272     //  Inputs:
 273     //    none.
 274     //  Outputs:
 275     //    none.
 276     //  Return:
 277     //    none
 278     Int_t ix, nix, iz, niz;
 279     static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 280
 281     AliDebug(1,Form("Writing SDigits for module %d",GetModuleNumber()));
 282 //    cout << "WriteSDigits for module " << GetModuleNumber() << endl; // dom
 283     GetMap()->GetMaxMapIndex(niz, nix);
 284     for(iz=0; iz<niz; iz++)for(ix=0; ix<nix; ix++){
 285         if(GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix)>0.0){
 286 //            cout << " Signal gt 0  iz ix " << iz << ix << " Module " << GetModuleNumber() << endl; // dom
 287             aliITS->AddSumDigit(*(GetMap()->GetpListItem(iz,ix)));
 288             if(AliDebugLevel()>0) {
 289               AliDebug(1,Form("%d, %d",iz,ix));
 290               cout << *(GetMap()->GetpListItem(iz,ix)) << endl;
 291             } // end if GetDebug
 292         } // end if GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix)>0.0
 293     } // end for iz,ix
 294     return;
 295 }
 296 //______________________________________________________________________
 297 void AliITSsimulationSPD::FinishSDigitiseModule(){
 298     //  This function calls SDigitsToDigits which creates Digits from SDigits
 299     //  Inputs:
 300     //    none
 301     //  Outputs:
 302     //    none
 303     //  Return
 304     //    none
 305
 306     AliDebug(1,"()");
 307 //    cout << "FinishSDigitiseModule for module " << GetModuleNumber() << endl; // dom
 308     FrompListToDigits(); // Charge To Signal both adds noise and
 309     ClearMap();
 310     return;
 311 }
 312 //______________________________________________________________________
 313 void AliITSsimulationSPD::DigitiseModule(AliITSmodule *mod,Int_t,
 314                                               Int_t){
 315     //  This function creates Digits straight from the hits and then adds
 316     //  electronic noise to the digits before adding them to pList
 317     //  Each of the input variables is passed along to HitToSDigit
 318     //  Inputs:
 319     //    AliITSmodule *mod     module
 320     //    Int_t                 Dummy.
 321     //    Int_t                 Dummy
 322     //  Outputs:
 323     //     none.
 324     //  Return:
 325     //    none.
 326
 327     AliDebug(1,Form("(mod=%p,,)",mod));
 328     // HitToSDigit(mod);
 329     HitToSDigitFast(mod);
 330     RemoveDeadPixels(mod);
 331 //    cout << "After Remove in DigitiseModule in module " << mod->GetIndex() << endl; // dom
 332     FrompListToDigits();
 333     ClearMap();
 334 }
 335 //______________________________________________________________________
 336 void AliITSsimulationSPD::HitToSDigit(AliITSmodule *mod){
 337     // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.
 338     // Inputs:
 339     //    AliITSmodule *mod  Pointer to this module
 340     // Output:
 341     //    none.
 342     // Return:
 343     //    none.
 344     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 345     TObjArray *hits = mod->GetHits();
 346     Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
 347     Int_t h,ix,iz,i;
 348     Int_t idtrack;
 349     Double_t x0=0.0,x1=0.0,y0=0.0,y1=0.0,z0=0.0,z1=0.0,de=0.0;
 350     Double_t x,y,z,t,tp,st,dt=0.2,el,sig,sigx,sigz,fda;
 351     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 352     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 353     Double_t thick = 0.5*kmictocm*seg->Dy();  // Half Thickness
 354     res->GetSigmaDiffusionAsymmetry(fda);
 355
 356     AliDebug(1,Form("(mod=%p) fCoupling=%d",mod,fCoupling));
 357     if(nhits<=0) return;
 358     for(h=0;h<nhits;h++){
 359       if(AliDebugLevel()>0) {
 360         AliDebug(1,Form("Hits, %d", h));
 361         cout << *(mod->GetHit(h)) << endl;
 362       } // end if GetDebug
 363         if(!mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)) continue;
 364         st = TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
 365         if(st>0.0){
 366             st = (Double_t)((Int_t)(st/kmictocm)); // number of microns
 367             if(st<=1.0) st = 1.0;
 368             dt = 1.0/st;
 369             for(t=0.0;t<1.0;t+=dt){ // Integrate over t
 370                 tp  = t+0.5*dt;
 371                 x   = x0+x1*tp;
 372                 y   = y0+y1*tp;
 373                 z   = z0+z1*tp;
 374                 if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 375                 el  = res->GeVToCharge((Double_t)(dt*de));
 376                 if(GetDebug(1)){
 377                     if(el<=0.0) cout<<"el="<<el<<" dt="<<dt
 378                                     <<" de="<<de<<endl;
 379                 } // end if GetDebug
 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                 cout << "sigx, sigz, y "<< sigx << " " << sigz<< " " << TMath::Abs(thick + y) << endl;// ciccio
 386             } // end for t
 387         } else { // st == 0.0 deposit it at this point
 388             x   = x0;
 389             y   = y0;
 390             z   = z0;
 391             if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 392             el  = res->GeVToCharge((Double_t)de);
 393             sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 394             // SpreadCharge(x,z,ix,iz,el,sig,idtrack,h);
 395             sigx=sig;
 396             sigz=sig*fda;
 397             SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,idtrack,h);
 398         } // end if st>0.0
 399         // Coupling
 400         switch (fCoupling) {
 401         default:
 402             break;
 403         case 1: //case 3:
 404             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 405                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 406                 else{
 407                     GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 408                     SetCoupling(iz,ix,idtrack,h);
 409                 } // end for i
 410             break;
 411         case 2: // case 4:
 412             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 413                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 414                 else{
 415                     GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 416                     SetCouplingOld(iz,ix,idtrack,h);
 417                 } // end for i
 418             break;
 419         } // end switch
 420     } // Loop over all hits h
 421     if(GetDebug(2))Info("HitToSDigit","Finished fCoupling=%d",fCoupling);
 422 }
 423 //______________________________________________________________________
 424 void AliITSsimulationSPD::HitToSDigitFast(AliITSmodule *mod){
 425     // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.    // Inputs:
 426     //    AliITSmodule *mod  Pointer to this module
 427     // Output:
 428     //    none.
 429     // Return:
 430     //    none.
 431     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 432     const Int_t kn10=10;
 433     const Double_t kti[kn10]={7.443716945e-3,2.166976971e-1,3.397047841e-1,
 434                             4.325316833e-1,4.869532643e-1,5.130467358e-1,
 435                             5.674683167e-1,6.602952159e-1,7.833023029e-1,
 436                             9.255628306e-1};
 437     const Double_t kwi[kn10]={1.477621124e-1,1.346333597e-1,1.095431813e-1,
 438                             7.472567455e-2,3.333567215e-2,3.333567215e-2,
 439                             7.472567455e-2,1.095431813e-1,1.346333597e-1,
 440                             1.477621124e-1};
 441     TObjArray *hits = mod->GetHits();
 442     Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
 443     Int_t h,ix,iz,i;
 444     Int_t idtrack;
 445     Double_t x0=0.0,x1=0.0,y0=0.0,y1=0.0,z0=0.0,z1=0.0,de=0.0;
 446     Double_t x,y,z,t,st,el,sig,sigx,sigz,fda;
 447     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 448     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 449     Double_t thick = 0.5*kmictocm*seg->Dy();  // Half thickness
 450     res->GetSigmaDiffusionAsymmetry(fda);
 451 //    cout << "Half Thickness " << thick << endl;  // dom
 452 //    cout << "Diffusion asymm " << fda << endl;  // dom
 453
 454     AliDebug(1,Form("(mod=%p) fCoupling=%d",mod,fCoupling));
 455     if(nhits<=0) return;
 456     for(h=0;h<nhits;h++){
 457       if(AliDebugLevel()>0) {
 458         AliDebug(1,Form("Hits, %d", h));
 459         cout << *(mod->GetHit(h)) << endl;
 460       } // end if GetDebug
 461         if(!mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)) continue;
 462         st = TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
 463         if(st>0.0) for(i=0;i<kn10;i++){ // Integrate over t
 464             t   = kti[i];
 465             x   = x0+x1*t;
 466             y   = y0+y1*t;
 467             z   = z0+z1*t;
 468                 if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 469                 // el  = res->GeVToCharge((Double_t)(dt*de));
 470                 // el  = 1./kn10*res->GeVToCharge((Double_t)de);
 471                 el  = kwi[i]*res->GeVToCharge((Double_t)de);
 472                 if(GetDebug(1)){
 473                     if(el<=0.0) cout<<"el="<<el<<" kwi["<<i<<"]="<<kwi[i]
 474                                     <<" de="<<de<<endl;
 475                 } // end if GetDebug
 476                 sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 477                 sigx=sig;
 478                 sigz=sig*fda;
 479                 //SpreadCharge(x,z,ix,iz,el,sig,idtrack,h);
 480                 SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,idtrack,h);
 481                 // cout << "sigx sigz " << sigx << " " << sigz << endl; // dom
 482             } // end for i // End Integrate over t
 483         else { // st == 0.0 deposit it at this point
 484             x   = x0;
 485             y   = y0;
 486             z   = z0;
 487             if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 488             el  = res->GeVToCharge((Double_t)de);
 489             sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 490             //SpreadCharge(x,z,ix,iz,el,sig,idtrack,h);
 491             sigx=sig;
 492             sigz=sig*fda;
 493             SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,idtrack,h);
 494         } // end if st>0.0
 495         // Coupling
 496         switch (fCoupling) {
 497         default:
 498             break;
 499         case 1: // case 3:
 500             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 501                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 502                 else{
 503                     GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 504                     SetCoupling(iz,ix,idtrack,h);
 505                 } // end for i
 506             break;
 507         case 2: // case 4:
 508             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 509                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 510                 else{
 511                     GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 512                     SetCouplingOld(iz,ix,idtrack,h);
 513                 } // end for i
 514             break;
 515         } // end switch
 516     } // Loop over all hits h
 517     if(GetDebug(2))Info("HitToSDigit","Finished fCoupling=%d",fCoupling);
 518 }
 519 //______________________________________________________________________
 520 void AliITSsimulationSPD::SpreadCharge(Double_t x0,Double_t z0,
 521                                             Int_t ix0,Int_t iz0,
 522                                             Double_t el,Double_t sig,Int_t t,
 523                                             Int_t hi){
 524     // Spreads the charge over neighboring cells. Assume charge is distributed
 525     // as charge(x,z) = (el/2*pi*sig*sig)*exp(-arg)
 526     // arg=((x-x0)*(x-x0)/2*sig*sig)+((z-z0*z-z0)/2*sig*sig)
 527     // Defined this way, the integral over all x and z is el.
 528     // Inputs:
 529     //    Double_t x0   x position of point where charge is liberated
 530     //    Double_t y0   y position of point where charge is liberated
 531     //    Double_t z0   z position of point where charge is liberated
 532     //    Int_t    ix0  row of cell corresponding to point x0
 533     //    Int_t    iz0  columb of cell corresponding to point z0
 534     //    Double_t el   number of electrons liberated in this step
 535     //    Double_t sig  Sigma difusion for this step (y0 dependent)
 536     //    Int_t    t    track number
 537     //    Int_t    ti   hit track index number
 538     //    Int_t    hi   hit "hit" index number
 539     // Outputs:
 540     //     none.
 541     // Return:
 542     //     none.
 543     const Int_t knx = 3,knz = 2;
 544     const Double_t kRoot2 = 1.414213562; // Sqrt(2).
 545     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 546     Int_t ix,iz,ixs,ixe,izs,ize;
 547     Float_t x,z;
 548     Double_t x1,x2,z1,z2,s,sp;
 549     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 550
 551
 552     if(GetDebug(4)) Info("SpreadCharge","(x0=%e,z0=%e,ix0=%d,iz0=%d,el=%e,"
 553                          "sig=%e,t=%d,i=%d)",x0,z0,ix0,iz0,el,sig,t,hi);
 554     if(sig<=0.0) { // if sig<=0 No diffusion to simulate.
 555         GetMap()->AddSignal(iz0,ix0,t,hi,GetModuleNumber(),el);
 556         if(GetDebug(2)){
 557             cout << "sig<=0.0=" << sig << endl;
 558         } // end if GetDebug
 559         return;
 560     } // end if
 561     sp = 1.0/(sig*kRoot2);
 562     if(GetDebug(2)){
 563         cout << "sig=" << sig << " sp=" << sp << endl;
 564     } // end if GetDebug
 565     ixs = TMath::Max(-knx+ix0,0);
 566     ixe = TMath::Min(knx+ix0,seg->Npx()-1);
 567     izs = TMath::Max(-knz+iz0,0);
 568     ize = TMath::Min(knz+iz0,seg->Npz()-1);
 569     for(ix=ixs;ix<=ixe;ix++) for(iz=izs;iz<=ize;iz++){
 570         seg->DetToLocal(ix,iz,x,z); // pixel center
 571         x1  = x;
 572         z1  = z;
 573         x2  = x1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix); // Upper
 574         x1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix);  // Lower
 575         z2  = z1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz); // Upper
 576         z1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz);  // Lower
 577         x1 -= x0; // Distance from where track traveled
 578         x2 -= x0; // Distance from where track traveled
 579         z1 -= z0; // Distance from where track traveled
 580         z2 -= z0; // Distance from where track traveled
 581         s   = 0.25; // Correction based on definision of Erfc
 582         s  *= TMath::Erfc(sp*x1) - TMath::Erfc(sp*x2);
 583         if(GetDebug(3)){
 584             cout <<"el="<<el<<" ix0="<<ix0<<" ix="<<ix<<" x0="<<x<<
 585                 " iz0="<<iz0<<" iz="<<iz<<" z0="<<z<<
 586                 " sp*x1="<<sp*x1<<" sp*x2="<<sp*x2<<" s="<<s;
 587         } // end if GetDebug
 588         s  *= TMath::Erfc(sp*z1) - TMath::Erfc(sp*z2);
 589         if(GetDebug(3)){
 590             cout<<" sp*z1="<<sp*z1<<" sp*z2="<<sp*z2<<" s="<<s<< endl;
 591         } // end if GetDebug
 592         GetMap()->AddSignal(iz,ix,t,hi,GetModuleNumber(),s*el);
 593     } // end for ix, iz
 594 }
 595 //______________________________________________________________________
 596 void AliITSsimulationSPD::SpreadChargeAsym(Double_t x0,Double_t z0,
 597                                             Int_t ix0,Int_t iz0,
 598                                             Double_t el,Double_t sigx,Double_t sigz,
 599                                             Int_t t,Int_t hi){
 600     // Spreads the charge over neighboring cells. Assume charge is distributed
 601     // as charge(x,z) = (el/2*pi*sigx*sigz)*exp(-arg)
 602     // arg=((x-x0)*(x-x0)/2*sigx*sigx)+((z-z0*z-z0)/2*sigz*sigz)
 603     // Defined this way, the integral over all x and z is el.
 604     // Inputs:
 605     //    Double_t x0   x position of point where charge is liberated
 606     //    Double_t y0   y position of point where charge is liberated
 607     //    Double_t z0   z position of point where charge is liberated
 608     //    Int_t    ix0  row of cell corresponding to point x0
 609     //    Int_t    iz0  columb of cell corresponding to point z0
 610     //    Double_t el   number of electrons liberated in this step
 611     //    Double_t sigx Sigma difusion along x for this step (y0 dependent)
 612     //    Double_t sigz Sigma difusion along z for this step (y0 dependent)
 613     //    Int_t    t    track number
 614     //    Int_t    ti   hit track index number
 615     //    Int_t    hi   hit "hit" index number
 616     // Outputs:
 617     //     none.
 618     // Return:
 619     //     none.
 620     const Int_t knx = 3,knz = 2;
 621     const Double_t kRoot2 = 1.414213562; // Sqrt(2).
 622     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 623     Int_t ix,iz,ixs,ixe,izs,ize;
 624     Float_t x,z;
 625     Double_t x1,x2,z1,z2,s,spx,spz;
 626     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 627
 628
 629     if(GetDebug(4)) Info("SpreadCharge","(x0=%e,z0=%e,ix0=%d,iz0=%d,el=%e,"
 630                          "sig=%e,t=%d,i=%d)",x0,z0,ix0,iz0,el,sigx,sigz,t,hi);
 631     if(sigx<=0.0 || sigz<=0.0) { // if sig<=0 No diffusion to simulate.
 632         GetMap()->AddSignal(iz0,ix0,t,hi,GetModuleNumber(),el);
 633         if(GetDebug(2)){
 634             cout << "sigx<=0.0=" << sigx << endl;
 635             cout << "sigz<=0.0=" << sigz << endl;
 636         } // end if GetDebug
 637         return;
 638     } // end if
 639     spx = 1.0/(sigx*kRoot2);     spz = 1.0/(sigz*kRoot2);
 640     if(GetDebug(2)){
 641         cout << "sigx=" << sigx << " spx=" << spx << endl;
 642         cout << "sigz=" << sigz << " spz=" << spz << endl;
 643     } // end if GetDebug
 644     ixs = TMath::Max(-knx+ix0,0);
 645     ixe = TMath::Min(knx+ix0,seg->Npx()-1);
 646     izs = TMath::Max(-knz+iz0,0);
 647     ize = TMath::Min(knz+iz0,seg->Npz()-1);
 648     for(ix=ixs;ix<=ixe;ix++) for(iz=izs;iz<=ize;iz++){
 649         seg->DetToLocal(ix,iz,x,z); // pixel center
 650         x1  = x;
 651         z1  = z;
 652         x2  = x1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix); // Upper
 653         x1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix);  // Lower
 654         z2  = z1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz); // Upper
 655         z1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz);  // Lower
 656         x1 -= x0; // Distance from where track traveled
 657         x2 -= x0; // Distance from where track traveled
 658         z1 -= z0; // Distance from where track traveled
 659         z2 -= z0; // Distance from where track traveled
 660         s   = 0.25; // Correction based on definision of Erfc
 661         s  *= TMath::Erfc(spx*x1) - TMath::Erfc(spx*x2);
 662         if(GetDebug(3)){
 663             cout <<"el="<<el<<" ix0="<<ix0<<" ix="<<ix<<" x0="<<x<<
 664                 " iz0="<<iz0<<" iz="<<iz<<" z0="<<z<<
 665                 " spx*x1="<<spx*x1<<" spx*x2="<<spx*x2<<" s="<<s;
 666         } // end if GetDebug
 667         s  *= TMath::Erfc(spz*z1) - TMath::Erfc(spz*z2);
 668         if(GetDebug(3)){
 669             cout<<" spz*z1="<<spz*z1<<" spz*z2="<<spz*z2<<" s="<<s<< endl;
 670         } // end if GetDebug
 671         GetMap()->AddSignal(iz,ix,t,hi,GetModuleNumber(),s*el);
 672     } // end for ix, iz
 673 }
 674 //______________________________________________________________________
 675 void AliITSsimulationSPD::RemoveDeadPixels(AliITSmodule *mod){
 676     //    Removes dead pixels on each module (ladder)
 677     // Inputs:
 678     //    Module Index (0,239)
 679     // Outputs:
 680     //    none.
 681     // Return:
 682     //    none.
 683
 684   Int_t moduleNr = mod->GetIndex();
 685   Int_t nrDead = fCalObj[moduleNr]->GetNrDead();
 686   for (Int_t i=0; i<nrDead; i++) {
 687     GetMap()->DeleteHit(fCalObj[moduleNr]->GetDeadColAt(i),fCalObj[moduleNr]->GetDeadRowAt(i));
 688   }
 689 }
 690 //______________________________________________________________________
 691 void AliITSsimulationSPD::FrompListToDigits(){
 692     // add noise and electronics, perform the zero suppression and add the
 693     // digit to the list
 694     // Inputs:
 695     //    none.
 696     // Outputs:
 697     //    none.
 698     // Return:
 699     //    none.
 700     static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 701     Int_t j,ix,iz;
 702     Double_t  electronics;
 703     Double_t sig;
 704     const Int_t    knmaxtrk=AliITSdigitSPD::GetNTracks();
 705     static AliITSdigitSPD dig;
 706     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 707     if(GetDebug(1)) Info("FrompListToDigits","()");
 708     for(iz=0; iz<GetNPixelsZ(); iz++) for(ix=0; ix<GetNPixelsX(); ix++){
 709 // NEW (for the moment plugged by hand, in the future possibly read from Data Base)
 710 // here parametrize the efficiency of the pixel along the row for the test columns (1,9,17,25)
 711 //        if(iz==1 || iz == 9 || iz == 17 || iz == 25) {
 712 //        Double_t eff,p1=0.,p2=0.;
 713 //        Double_t x=ix;
 714 //        switch (iz) {
 715 //          case 1:   p1=0.63460;p2=0.42438E-01;break;
 716 //          case 9:   p1=0.41090;p2=0.75914E-01;break;
 717 //        case 17:  p1=0.31883;p2=0.91502E-01;break;
 718 //        case 25:  p1=0.48828;p2=0.57975E-01;break;
 719 //         } // end switch
 720 //          eff=1.-p1*exp(-p2*x);
 721 //          if (gRandom->Rndm() >= eff) continue;
 722 //        } // end  if
 723  // END parametrize the efficiency
 724  //
 725         electronics = res->ApplyBaselineAndNoise();
 726         UpdateMapNoise(ix,iz,electronics);
 727         //
 728         // Apply Threshold and write Digits.
 729         sig = GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix);
 730         FillHistograms(ix,iz,sig+electronics);
 731         if(GetDebug(3)){
 732             cout<<sig<<"+"<<electronics<<">threshold("<<ix<<","<<iz
 733                 <<")="<<GetThreshold() <<endl;
 734         } // end if GetDebug
 735         if (sig+electronics <= GetThreshold()) continue;
 736         dig.SetCoord1(iz);
 737         dig.SetCoord2(ix);
 738         dig.SetSignal(1);
 739
 740 //        dig.SetSignalSPD((Int_t) GetMap()->GetSignal(iz,ix));
 741         Double_t aSignal =  GetMap()->GetSignal(iz,ix);
 742         if (TMath::Abs(aSignal)>2147483647.0) {
 743           //PH 2147483647 is the max. integer
 744           //PH This apparently is a problem which needs investigation
 745           AliWarning(Form("Too big or too small signal value %f",aSignal));
 746           aSignal = TMath::Sign((Double_t)2147483647,aSignal);
 747         }
 748         dig.SetSignalSPD((Int_t)aSignal);
 749
 750         for(j=0;j<knmaxtrk;j++){
 751             if (j<GetMap()->GetNEntries()) {
 752                 dig.SetTrack(j,GetMap()->GetTrack(iz,ix,j));
 753                 dig.SetHit(j,GetMap()->GetHit(iz,ix,j));
 754             }else { // Default values
 755                 dig.SetTrack(j,-3);
 756                 dig.SetHit(j,-1);
 757             } // end if GetMap()
 758         } // end for j
 759         if(GetDebug(3)){
 760             cout<<iz<<","<<ix<<","<<*(GetMap()->GetpListItem(iz,ix))<<endl;
 761         } // end if GetDebug
 762         aliITS->AddSimDigit(0,&dig);
 763     } //  for ix/iz
 764 }
 765 //______________________________________________________________________
 766 void AliITSsimulationSPD::CreateHistograms(){
 767     // create 1D histograms for tests
 768     // Inputs:
 769     //    none.
 770     // Outputs:
 771     //    none.
 772     // Return:
 773     //     none.
 774
 775     if(GetDebug(1)) Info("CreateHistograms","create histograms");
 776
 777     fHis = new TObjArray(GetNPixelsZ());
 778     TString fSPDname("spd_");
 779     for(Int_t i=0;i<GetNPixelsZ();i++) {
 780         Char_t pixelz[4];
 781         sprintf(pixelz,"%d",i);
 782         fSPDname.Append(pixelz);
 783         fHis->AddAt(new TH1F(fSPDname.Data(),"SPD maps",
 784                              GetNPixelsX(),0.,(Double_t)GetNPixelsX()),i);
 785     } // end for i
 786 }
 787 //______________________________________________________________________
 788 void AliITSsimulationSPD::FillHistograms(Int_t ix,Int_t iz,Double_t v){
 789     // Fill the histogram
 790     // Inputs:
 791     //    none.
 792     // Outputs:
 793     //    none.
 794     // Return:
 795     //     none.
 796
 797     if(!GetHistArray()) return; // Only fill if setup.
 798     if(GetDebug(2)) Info("FillHistograms","fill histograms");
 799     GetHistogram(iz)->Fill(ix,v);
 800 }
 801 //______________________________________________________________________
 802 void AliITSsimulationSPD::ResetHistograms(){
 803     // Reset histograms for this detector
 804     // Inputs:
 805     //    none.
 806     // Outputs:
 807     //    none.
 808     // Return:
 809     //     none.
 810
 811     if(!GetHistArray()) return; // Only fill if setup.
 812     if(GetDebug(2)) Info("FillHistograms","fill histograms");
 813     for ( int i=0;i<GetNPixelsZ();i++ ) {
 814         if (fHis->At(i))    ((TH1F*)fHis->At(i))->Reset();
 815     } // end for i
 816 }
 817
 818 //______________________________________________________________________
 819 void AliITSsimulationSPD::SetCoupling(Int_t col, Int_t row, Int_t ntrack,
 820                                       Int_t idhit) {
 821     //  Take into account the coupling between adiacent pixels.
 822     //  The parameters probcol and probrow are the probability of the
 823     //  signal in one pixel shared in the two adjacent pixels along
 824     //  the column and row direction, respectively.
 825     //  Note pList is goten via GetMap() and module is not need any more.
 826     //  Otherwise it is identical to that coded by Tiziano Virgili (BSN).
 827     //Begin_Html
 828     /*
 829       <img src="picts/ITS/barimodel_3.gif">
 830       </pre>
 831       <br clear=left>
 832       <font size=+2 color=red>
 833       <a href="mailto:tiziano.virgili@cern.ch"></a>.
 834       </font>
 835       <pre>
 836     */
 837     //End_Html
 838     // Inputs:
 839     //    Int_t col            z cell index
 840     //    Int_t row            x cell index
 841     //    Int_t ntrack         track incex number
 842     //    Int_t idhit          hit index number
 843     // Outputs:
 844     //    none.
 845     // Return:
 846     //     none.
 847     Int_t j1,j2,flag=0;
 848     Double_t pulse1,pulse2;
 849     Double_t couplR=0.0,couplC=0.0;
 850     Double_t xr=0.;
 851
 852     GetCouplings(couplC,couplR);
 853     if(GetDebug(3)) Info("SetCoupling","(col=%d,row=%d,ntrack=%d,idhit=%d) "
 854                          "Calling SetCoupling couplC=%e couplR=%e",
 855                          col,row,ntrack,idhit,couplC,couplR);
 856     j1 = col;
 857     j2 = row;
 858     pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 859     pulse2 = pulse1;
 860     for (Int_t isign=-1;isign<=1;isign+=2){// loop in col direction
 861         do{
 862             j1 += isign;
 863             xr = gRandom->Rndm();
 864             if ((j1<0) || (j1>GetNPixelsZ()-1) || (xr>couplC)){
 865                 j1 = col;
 866                 flag = 1;
 867             }else{
 868                 UpdateMapSignal(row,j1,ntrack,idhit,pulse1);
 869                 //  flag = 0;
 870                 flag = 1; // only first next!!
 871             } // end if
 872         } while(flag == 0);
 873         // loop in row direction
 874         do{
 875             j2 += isign;
 876             xr = gRandom->Rndm();
 877             if ((j2<0) || (j2>GetNPixelsX()-1) || (xr>couplR)){
 878                 j2 = row;
 879                 flag = 1;
 880             }else{
 881                 UpdateMapSignal(j2,col,ntrack,idhit,pulse2);
 882                 //  flag = 0;
 883                 flag = 1; // only first next!!
 884             } // end if
 885         } while(flag == 0);
 886     } // for isign
 887 }
 888 //______________________________________________________________________
 889 void AliITSsimulationSPD::SetCouplingOld(Int_t col, Int_t row,
 890                 Int_t ntrack,Int_t idhit) {
 891     //  Take into account the coupling between adiacent pixels.
 892     //  The parameters probcol and probrow are the fractions of the
 893     //  signal in one pixel shared in the two adjacent pixels along
 894     //  the column and row direction, respectively.
 895     //Begin_Html
 896     /*
 897       <img src="picts/ITS/barimodel_3.gif">
 898       </pre>
 899       <br clear=left>
 900       <font size=+2 color=red>
 901       <a href="mailto:Rocco.Caliandro@ba.infn.it"></a>.
 902       </font>
 903       <pre>
 904     */
 905     //End_Html
 906     // Inputs:
 907     //    Int_t col            z cell index
 908     //    Int_t row            x cell index
 909     //    Int_t ntrack         track incex number
 910     //    Int_t idhit          hit index number
 911     //    Int_t module         module number
 912     // Outputs:
 913     //    none.
 914     // Return:
 915     //     none.
 916     Int_t j1,j2,flag=0;
 917     Double_t pulse1,pulse2;
 918     Double_t couplR=0.0,couplC=0.0;
 919
 920     GetCouplings(couplC,couplR);
 921
 922     //  Debugging ...
 923 //    cout << "Threshold --> " << GetThreshold() << endl;  // dom
 924 //    cout << "Couplings --> " << couplC << " " << couplR << endl;  //dom
 925
 926
 927     if(GetDebug(3)) Info("SetCouplingOld","(col=%d,row=%d,ntrack=%d,idhit=%d) "
 928                          "Calling SetCoupling couplC=%e couplR=%e",
 929                          col,row,ntrack,idhit,couplC,couplR);
 930     for (Int_t isign=-1;isign<=1;isign+=2){// loop in col direction
 931     pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 932     pulse2 = pulse1;
 933     j1 = col;
 934     j2 = row;
 935         do{
 936             j1 += isign;
 937             pulse1 *= couplC;
 938             if ((j1<0)||(j1>GetNPixelsZ()-1)||(pulse1<GetThreshold())){
 939                 pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 940                 j1 = col;
 941                 flag = 1;
 942             }else{
 943                 UpdateMapSignal(row,j1,ntrack,idhit,pulse1);
 944                 // flag = 0;
 945                 flag = 1;  // only first next !!
 946             } // end if
 947         } while(flag == 0);
 948         // loop in row direction
 949         do{
 950             j2 += isign;
 951             pulse2 *= couplR;
 952             if((j2<0)||(j2>(GetNPixelsX()-1))||(pulse2<GetThreshold())){
 953                 pulse2 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 954                 j2 = row;
 955                 flag = 1;
 956             }else{
 957                 UpdateMapSignal(j2,col,ntrack,idhit,pulse2);
 958                 // flag = 0;
 959                 flag = 1; // only first next!!
 960             } // end if
 961         } while(flag == 0);
 962     } // for isign
 963 }