ITS/AliITSsimulationSPD.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
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   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 fHis(s.fHis),
 147 fSPDname(s.fSPDname),
 148 fCoupling(s.fCoupling){
 149     //     Copy Constructor
 150     // Inputs:
 151     //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 152     //                                this class is a copy of
 153     // Outputs:
 154     //    none.
 155     // Return:
 156
 157 }
 158 //______________________________________________________________________
 159 AliITSsimulationSPD&  AliITSsimulationSPD::operator=(const
 160                                            AliITSsimulationSPD &s){
 161     //    Assignment operator
 162     // Inputs:
 163     //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 164     //                                this class is a copy of
 165     // Outputs:
 166     //    none.
 167     // Return:
 168
 169     if(&s == this) return *this;
 170     this->fHis = s.fHis;
 171     fCoupling  = s.fCoupling;
 172     fSPDname   = s.fSPDname;
 173     return *this;
 174 }
 175 //______________________________________________________________________
 176 AliITSsimulation&  AliITSsimulationSPD::operator=(const
 177                                            AliITSsimulation &s){
 178     //    Assignment operator
 179     // Inputs:
 180     //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 181     //                                this class is a copy of
 182     // Outputs:
 183     //    none.
 184     // Return:
 185
 186     if(&s == this) return *this;
 187     Error("AliITSsimulationSPD","Not allowed to make a = with "
 188           "AliITSsimulationSPD","Using default creater instead");
 189
 190     return *this;
 191 }
 192
 193 //______________________________________________________________________
 194 void AliITSsimulationSPD::GetCalibrationObjects(Int_t RunNr) {
 195     //    Gets the calibration objects for each module (ladder)
 196     // Inputs:
 197     //    RunNr: hard coded to RunNr=0 for now
 198     // Outputs:
 199     //    none.
 200     // Return:
 201     //    none.
 202
 203   AliCDBManager* man = AliCDBManager::Instance();
 204
 205   AliCDBEntry *entrySPD=0;
 206   entrySPD = man->Get("ITS/Calib/CalibSPD", RunNr);
 207
 208   if(!entrySPD){
 209     AliWarning("Cannot find SPD calibration entry in default storage! Using local storage $ALICE_ROOT");
 210     AliCDBStorage *localStor =
 211                 AliCDBManager::Instance()->GetStorage("local://$ALICE_ROOT");
 212     entrySPD = localStor->Get("ITS/Calib/CalibSPD", RunNr);
 213     if(!entrySPD){
 214       AliFatal("Cannot find SPD calibration entry!");
 215       return;
 216     }
 217   }
 218
 219   TObjArray *respSPD = (TObjArray *)entrySPD->GetObject();
 220   if ((! respSPD)) {
 221     AliFatal("Cannot get data from SPD database entry!");
 222     return;
 223   }
 224   for (Int_t mod=0; mod<240; mod++) {
 225     fCalObj[mod] = (AliITSCalibrationSPD*) respSPD->At(mod);
 226   }
 227 }
 228
 229 //______________________________________________________________________
 230 void AliITSsimulationSPD::InitSimulationModule(Int_t module, Int_t event){
 231     //  This function creates maps to build the list of tracks for each
 232     //  summable digit. Inputs defined by base class.
 233     //  Inputs:
 234     //    Int_t module   // Module number to be simulated
 235     //    Int_t event    // Event number to be simulated
 236     //  Outputs:
 237     //    none
 238     //  Returns:
 239     //    none
 240
 241     AliDebug(1,Form("(module=%d,event=%d)",module,event));
 242     SetModuleNumber(module);
 243     SetEventNumber(event);
 244     ClearMap();
 245 }
 246 //_____________________________________________________________________
 247 void AliITSsimulationSPD::SDigitiseModule(AliITSmodule *mod,Int_t,
 248                                                Int_t event){
 249     //  This function begins the work of creating S-Digits.  Inputs defined
 250     //  by base class.
 251     //  Inputs:
 252     //    AliITSmodule *mod  //  module
 253     //    Int_t              //  not used
 254     //    Int_t event        //  Event number
 255     //  Outputs:
 256     //    none
 257     //  Return:
 258     //    test              //  test returns kTRUE if the module contained hits
 259     //                      //  test returns kFALSE if it did not contain hits
 260
 261     AliDebug(1,Form("(mod=%p, ,event=%d)",mod,event));
 262     if(!(mod->GetNhits())){
 263         AliDebug(1,Form("In event %d module %d there are %d hits returning.",
 264                         event, mod->GetIndex(),mod->GetNhits()));
 265         return;// if module has no hits don't create Sdigits
 266     } // end if
 267     SetModuleNumber(mod->GetIndex());
 268     SetEventNumber(event);
 269     // HitToSDigit(mod);
 270     HitToSDigitFast(mod);
 271     RemoveDeadPixels(mod);
 272 //    cout << "After Remove in SDigitiseModule !!!!!" << endl; // dom
 273 //    cout << "Module " << mod->GetIndex() << " Event " << event << endl; // dom
 274     WriteSDigits();
 275     ClearMap();
 276 }
 277 //______________________________________________________________________
 278 void AliITSsimulationSPD::WriteSDigits(){
 279     //  This function adds each S-Digit to pList
 280     //  Inputs:
 281     //    none.
 282     //  Outputs:
 283     //    none.
 284     //  Return:
 285     //    none
 286     Int_t ix, nix, iz, niz;
 287     static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 288
 289     AliDebug(1,Form("Writing SDigits for module %d",GetModuleNumber()));
 290 //    cout << "WriteSDigits for module " << GetModuleNumber() << endl; // dom
 291     GetMap()->GetMaxMapIndex(niz, nix);
 292     for(iz=0; iz<niz; iz++)for(ix=0; ix<nix; ix++){
 293         if(GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix)>0.0){
 294 //            cout << " Signal gt 0  iz ix " << iz << ix << " Module " << GetModuleNumber() << endl; // dom
 295             aliITS->AddSumDigit(*(GetMap()->GetpListItem(iz,ix)));
 296             if(AliDebugLevel()>0) {
 297               AliDebug(1,Form("%d, %d",iz,ix));
 298               cout << *(GetMap()->GetpListItem(iz,ix)) << endl;
 299             } // end if GetDebug
 300         } // end if GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix)>0.0
 301     } // end for iz,ix
 302     return;
 303 }
 304 //______________________________________________________________________
 305 void AliITSsimulationSPD::FinishSDigitiseModule(){
 306     //  This function calls SDigitsToDigits which creates Digits from SDigits
 307     //  Inputs:
 308     //    none
 309     //  Outputs:
 310     //    none
 311     //  Return
 312     //    none
 313
 314     AliDebug(1,"()");
 315 //    cout << "FinishSDigitiseModule for module " << GetModuleNumber() << endl; // dom
 316     FrompListToDigits(); // Charge To Signal both adds noise and
 317     ClearMap();
 318     return;
 319 }
 320 //______________________________________________________________________
 321 void AliITSsimulationSPD::DigitiseModule(AliITSmodule *mod,Int_t,
 322                                               Int_t){
 323     //  This function creates Digits straight from the hits and then adds
 324     //  electronic noise to the digits before adding them to pList
 325     //  Each of the input variables is passed along to HitToSDigit
 326     //  Inputs:
 327     //    AliITSmodule *mod     module
 328     //    Int_t                 Dummy.
 329     //    Int_t                 Dummy
 330     //  Outputs:
 331     //     none.
 332     //  Return:
 333     //    none.
 334
 335     AliDebug(1,Form("(mod=%p,,)",mod));
 336     // HitToSDigit(mod);
 337     HitToSDigitFast(mod);
 338     RemoveDeadPixels(mod);
 339 //    cout << "After Remove in DigitiseModule in module " << mod->GetIndex() << endl; // dom
 340     FrompListToDigits();
 341     ClearMap();
 342 }
 343 //______________________________________________________________________
 344 void AliITSsimulationSPD::HitToSDigit(AliITSmodule *mod){
 345     // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.
 346     // Inputs:
 347     //    AliITSmodule *mod  Pointer to this module
 348     // Output:
 349     //    none.
 350     // Return:
 351     //    none.
 352     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 353     TObjArray *hits = mod->GetHits();
 354     Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
 355     Int_t h,ix,iz,i;
 356     Int_t idtrack;
 357     Double_t x0=0.0,x1=0.0,y0=0.0,y1=0.0,z0=0.0,z1=0.0,de=0.0;
 358     Double_t x,y,z,t,tp,st,dt=0.2,el,sig,sigx,sigz,fda;
 359     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 360     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 361     Double_t thick = 0.5*kmictocm*seg->Dy();  // Half Thickness
 362     res->GetSigmaDiffusionAsymmetry(fda);
 363
 364     AliDebug(1,Form("(mod=%p) fCoupling=%d",mod,fCoupling));
 365     if(nhits<=0) return;
 366     for(h=0;h<nhits;h++){
 367       if(AliDebugLevel()>0) {
 368         AliDebug(1,Form("Hits, %d", h));
 369         cout << *(mod->GetHit(h)) << endl;
 370       } // end if GetDebug
 371         if(!mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)) continue;
 372         st = TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
 373         if(st>0.0){
 374             st = (Double_t)((Int_t)(st/kmictocm)); // number of microns
 375             if(st<=1.0) st = 1.0;
 376             dt = 1.0/st;
 377             for(t=0.0;t<1.0;t+=dt){ // Integrate over t
 378                 tp  = t+0.5*dt;
 379                 x   = x0+x1*tp;
 380                 y   = y0+y1*tp;
 381                 z   = z0+z1*tp;
 382                 if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 383                 el  = res->GeVToCharge((Double_t)(dt*de));
 384                 if(GetDebug(1)){
 385                     if(el<=0.0) cout<<"el="<<el<<" dt="<<dt
 386                                     <<" de="<<de<<endl;
 387                 } // end if GetDebug
 388                 sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 389                 //  SpreadCharge(x,z,ix,iz,el,sig,idtrack,h);
 390                 sigx=sig;
 391                 sigz=sig*fda;
 392                 SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,idtrack,h);
 393                 cout << "sigx, sigz, y "<< sigx << " " << sigz<< " " << TMath::Abs(thick + y) << endl;// ciccio
 394             } // end for t
 395         } else { // st == 0.0 deposit it at this point
 396             x   = x0;
 397             y   = y0;
 398             z   = z0;
 399             if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 400             el  = res->GeVToCharge((Double_t)de);
 401             sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 402             // SpreadCharge(x,z,ix,iz,el,sig,idtrack,h);
 403             sigx=sig;
 404             sigz=sig*fda;
 405             SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,idtrack,h);
 406         } // end if st>0.0
 407         // Coupling
 408         switch (fCoupling) {
 409         default:
 410             break;
 411         case 1: //case 3:
 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                     SetCoupling(iz,ix,idtrack,h);
 417                 } // end for i
 418             break;
 419         case 2: // case 4:
 420             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 421                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 422                 else{
 423                     GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 424                     SetCouplingOld(iz,ix,idtrack,h);
 425                 } // end for i
 426             break;
 427         } // end switch
 428     } // Loop over all hits h
 429     if(GetDebug(2))Info("HitToSDigit","Finished fCoupling=%d",fCoupling);
 430 }
 431 //______________________________________________________________________
 432 void AliITSsimulationSPD::HitToSDigitFast(AliITSmodule *mod){
 433     // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.    // Inputs:
 434     //    AliITSmodule *mod  Pointer to this module
 435     // Output:
 436     //    none.
 437     // Return:
 438     //    none.
 439     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 440     const Int_t kn10=10;
 441     const Double_t kti[kn10]={7.443716945e-3,2.166976971e-1,3.397047841e-1,
 442                             4.325316833e-1,4.869532643e-1,5.130467358e-1,
 443                             5.674683167e-1,6.602952159e-1,7.833023029e-1,
 444                             9.255628306e-1};
 445     const Double_t kwi[kn10]={1.477621124e-1,1.346333597e-1,1.095431813e-1,
 446                             7.472567455e-2,3.333567215e-2,3.333567215e-2,
 447                             7.472567455e-2,1.095431813e-1,1.346333597e-1,
 448                             1.477621124e-1};
 449     TObjArray *hits = mod->GetHits();
 450     Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
 451     Int_t h,ix,iz,i;
 452     Int_t idtrack;
 453     Double_t x0=0.0,x1=0.0,y0=0.0,y1=0.0,z0=0.0,z1=0.0,de=0.0;
 454     Double_t x,y,z,t,st,el,sig,sigx,sigz,fda;
 455     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 456     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 457     Double_t thick = 0.5*kmictocm*seg->Dy();  // Half thickness
 458     res->GetSigmaDiffusionAsymmetry(fda);
 459 //    cout << "Half Thickness " << thick << endl;  // dom
 460 //    cout << "Diffusion asymm " << fda << endl;  // dom
 461
 462     AliDebug(1,Form("(mod=%p) fCoupling=%d",mod,fCoupling));
 463     if(nhits<=0) return;
 464     for(h=0;h<nhits;h++){
 465       if(AliDebugLevel()>0) {
 466         AliDebug(1,Form("Hits, %d", h));
 467         cout << *(mod->GetHit(h)) << endl;
 468       } // end if GetDebug
 469         if(!mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)) continue;
 470         st = TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
 471         if(st>0.0) for(i=0;i<kn10;i++){ // Integrate over t
 472             t   = kti[i];
 473             x   = x0+x1*t;
 474             y   = y0+y1*t;
 475             z   = z0+z1*t;
 476                 if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 477                 // el  = res->GeVToCharge((Double_t)(dt*de));
 478                 // el  = 1./kn10*res->GeVToCharge((Double_t)de);
 479                 el  = kwi[i]*res->GeVToCharge((Double_t)de);
 480                 if(GetDebug(1)){
 481                     if(el<=0.0) cout<<"el="<<el<<" kwi["<<i<<"]="<<kwi[i]
 482                                     <<" de="<<de<<endl;
 483                 } // end if GetDebug
 484                 sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 485                 sigx=sig;
 486                 sigz=sig*fda;
 487                 //SpreadCharge(x,z,ix,iz,el,sig,idtrack,h);
 488                 SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,idtrack,h);
 489                 // cout << "sigx sigz " << sigx << " " << sigz << endl; // dom
 490             } // end for i // End Integrate over t
 491         else { // st == 0.0 deposit it at this point
 492             x   = x0;
 493             y   = y0;
 494             z   = z0;
 495             if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 496             el  = res->GeVToCharge((Double_t)de);
 497             sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 498             //SpreadCharge(x,z,ix,iz,el,sig,idtrack,h);
 499             sigx=sig;
 500             sigz=sig*fda;
 501             SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,idtrack,h);
 502         } // end if st>0.0
 503         // Coupling
 504         switch (fCoupling) {
 505         default:
 506             break;
 507         case 1: // case 3:
 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                     SetCoupling(iz,ix,idtrack,h);
 513                 } // end for i
 514             break;
 515         case 2: // case 4:
 516             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 517                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 518                 else{
 519                     GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 520                     SetCouplingOld(iz,ix,idtrack,h);
 521                 } // end for i
 522             break;
 523         } // end switch
 524     } // Loop over all hits h
 525     if(GetDebug(2))Info("HitToSDigit","Finished fCoupling=%d",fCoupling);
 526 }
 527 //______________________________________________________________________
 528 void AliITSsimulationSPD::SpreadCharge(Double_t x0,Double_t z0,
 529                                             Int_t ix0,Int_t iz0,
 530                                             Double_t el,Double_t sig,Int_t t,
 531                                             Int_t hi){
 532     // Spreads the charge over neighboring cells. Assume charge is distributed
 533     // as charge(x,z) = (el/2*pi*sig*sig)*exp(-arg)
 534     // arg=((x-x0)*(x-x0)/2*sig*sig)+((z-z0*z-z0)/2*sig*sig)
 535     // Defined this way, the integral over all x and z is el.
 536     // Inputs:
 537     //    Double_t x0   x position of point where charge is liberated
 538     //    Double_t y0   y position of point where charge is liberated
 539     //    Double_t z0   z position of point where charge is liberated
 540     //    Int_t    ix0  row of cell corresponding to point x0
 541     //    Int_t    iz0  columb of cell corresponding to point z0
 542     //    Double_t el   number of electrons liberated in this step
 543     //    Double_t sig  Sigma difusion for this step (y0 dependent)
 544     //    Int_t    t    track number
 545     //    Int_t    ti   hit track index number
 546     //    Int_t    hi   hit "hit" index number
 547     // Outputs:
 548     //     none.
 549     // Return:
 550     //     none.
 551     const Int_t knx = 3,knz = 2;
 552     const Double_t kRoot2 = 1.414213562; // Sqrt(2).
 553     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 554     Int_t ix,iz,ixs,ixe,izs,ize;
 555     Float_t x,z;
 556     Double_t x1,x2,z1,z2,s,sp;
 557     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 558
 559
 560     if(GetDebug(4)) Info("SpreadCharge","(x0=%e,z0=%e,ix0=%d,iz0=%d,el=%e,"
 561                          "sig=%e,t=%d,i=%d)",x0,z0,ix0,iz0,el,sig,t,hi);
 562     if(sig<=0.0) { // if sig<=0 No diffusion to simulate.
 563         GetMap()->AddSignal(iz0,ix0,t,hi,GetModuleNumber(),el);
 564         if(GetDebug(2)){
 565             cout << "sig<=0.0=" << sig << endl;
 566         } // end if GetDebug
 567         return;
 568     } // end if
 569     sp = 1.0/(sig*kRoot2);
 570     if(GetDebug(2)){
 571         cout << "sig=" << sig << " sp=" << sp << endl;
 572     } // end if GetDebug
 573     ixs = TMath::Max(-knx+ix0,0);
 574     ixe = TMath::Min(knx+ix0,seg->Npx()-1);
 575     izs = TMath::Max(-knz+iz0,0);
 576     ize = TMath::Min(knz+iz0,seg->Npz()-1);
 577     for(ix=ixs;ix<=ixe;ix++) for(iz=izs;iz<=ize;iz++){
 578         seg->DetToLocal(ix,iz,x,z); // pixel center
 579         x1  = x;
 580         z1  = z;
 581         x2  = x1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix); // Upper
 582         x1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix);  // Lower
 583         z2  = z1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz); // Upper
 584         z1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz);  // Lower
 585         x1 -= x0; // Distance from where track traveled
 586         x2 -= x0; // Distance from where track traveled
 587         z1 -= z0; // Distance from where track traveled
 588         z2 -= z0; // Distance from where track traveled
 589         s   = 0.25; // Correction based on definision of Erfc
 590         s  *= TMath::Erfc(sp*x1) - TMath::Erfc(sp*x2);
 591         if(GetDebug(3)){
 592             cout <<"el="<<el<<" ix0="<<ix0<<" ix="<<ix<<" x0="<<x<<
 593                 " iz0="<<iz0<<" iz="<<iz<<" z0="<<z<<
 594                 " sp*x1="<<sp*x1<<" sp*x2="<<sp*x2<<" s="<<s;
 595         } // end if GetDebug
 596         s  *= TMath::Erfc(sp*z1) - TMath::Erfc(sp*z2);
 597         if(GetDebug(3)){
 598             cout<<" sp*z1="<<sp*z1<<" sp*z2="<<sp*z2<<" s="<<s<< endl;
 599         } // end if GetDebug
 600         GetMap()->AddSignal(iz,ix,t,hi,GetModuleNumber(),s*el);
 601     } // end for ix, iz
 602 }
 603 //______________________________________________________________________
 604 void AliITSsimulationSPD::SpreadChargeAsym(Double_t x0,Double_t z0,
 605                                             Int_t ix0,Int_t iz0,
 606                                             Double_t el,Double_t sigx,Double_t sigz,
 607                                             Int_t t,Int_t hi){
 608     // Spreads the charge over neighboring cells. Assume charge is distributed
 609     // as charge(x,z) = (el/2*pi*sigx*sigz)*exp(-arg)
 610     // arg=((x-x0)*(x-x0)/2*sigx*sigx)+((z-z0*z-z0)/2*sigz*sigz)
 611     // Defined this way, the integral over all x and z is el.
 612     // Inputs:
 613     //    Double_t x0   x position of point where charge is liberated
 614     //    Double_t y0   y position of point where charge is liberated
 615     //    Double_t z0   z position of point where charge is liberated
 616     //    Int_t    ix0  row of cell corresponding to point x0
 617     //    Int_t    iz0  columb of cell corresponding to point z0
 618     //    Double_t el   number of electrons liberated in this step
 619     //    Double_t sigx Sigma difusion along x for this step (y0 dependent)
 620     //    Double_t sigz Sigma difusion along z for this step (y0 dependent)
 621     //    Int_t    t    track number
 622     //    Int_t    ti   hit track index number
 623     //    Int_t    hi   hit "hit" index number
 624     // Outputs:
 625     //     none.
 626     // Return:
 627     //     none.
 628     const Int_t knx = 3,knz = 2;
 629     const Double_t kRoot2 = 1.414213562; // Sqrt(2).
 630     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 631     Int_t ix,iz,ixs,ixe,izs,ize;
 632     Float_t x,z;
 633     Double_t x1,x2,z1,z2,s,spx,spz;
 634     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 635
 636
 637     if(GetDebug(4)) Info("SpreadCharge","(x0=%e,z0=%e,ix0=%d,iz0=%d,el=%e,"
 638                          "sig=%e,t=%d,i=%d)",x0,z0,ix0,iz0,el,sigx,sigz,t,hi);
 639     if(sigx<=0.0 || sigz<=0.0) { // if sig<=0 No diffusion to simulate.
 640         GetMap()->AddSignal(iz0,ix0,t,hi,GetModuleNumber(),el);
 641         if(GetDebug(2)){
 642             cout << "sigx<=0.0=" << sigx << endl;
 643             cout << "sigz<=0.0=" << sigz << endl;
 644         } // end if GetDebug
 645         return;
 646     } // end if
 647     spx = 1.0/(sigx*kRoot2);     spz = 1.0/(sigz*kRoot2);
 648     if(GetDebug(2)){
 649         cout << "sigx=" << sigx << " spx=" << spx << endl;
 650         cout << "sigz=" << sigz << " spz=" << spz << endl;
 651     } // end if GetDebug
 652     ixs = TMath::Max(-knx+ix0,0);
 653     ixe = TMath::Min(knx+ix0,seg->Npx()-1);
 654     izs = TMath::Max(-knz+iz0,0);
 655     ize = TMath::Min(knz+iz0,seg->Npz()-1);
 656     for(ix=ixs;ix<=ixe;ix++) for(iz=izs;iz<=ize;iz++){
 657         seg->DetToLocal(ix,iz,x,z); // pixel center
 658         x1  = x;
 659         z1  = z;
 660         x2  = x1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix); // Upper
 661         x1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix);  // Lower
 662         z2  = z1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz); // Upper
 663         z1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz);  // Lower
 664         x1 -= x0; // Distance from where track traveled
 665         x2 -= x0; // Distance from where track traveled
 666         z1 -= z0; // Distance from where track traveled
 667         z2 -= z0; // Distance from where track traveled
 668         s   = 0.25; // Correction based on definision of Erfc
 669         s  *= TMath::Erfc(spx*x1) - TMath::Erfc(spx*x2);
 670         if(GetDebug(3)){
 671             cout <<"el="<<el<<" ix0="<<ix0<<" ix="<<ix<<" x0="<<x<<
 672                 " iz0="<<iz0<<" iz="<<iz<<" z0="<<z<<
 673                 " spx*x1="<<spx*x1<<" spx*x2="<<spx*x2<<" s="<<s;
 674         } // end if GetDebug
 675         s  *= TMath::Erfc(spz*z1) - TMath::Erfc(spz*z2);
 676         if(GetDebug(3)){
 677             cout<<" spz*z1="<<spz*z1<<" spz*z2="<<spz*z2<<" s="<<s<< endl;
 678         } // end if GetDebug
 679         GetMap()->AddSignal(iz,ix,t,hi,GetModuleNumber(),s*el);
 680     } // end for ix, iz
 681 }
 682 //______________________________________________________________________
 683 void AliITSsimulationSPD::RemoveDeadPixels(AliITSmodule *mod){
 684     //    Removes dead pixels on each module (ladder)
 685     // Inputs:
 686     //    Module Index (0,239)
 687     // Outputs:
 688     //    none.
 689     // Return:
 690     //    none.
 691
 692   Int_t moduleNr = mod->GetIndex();
 693   Int_t nrDead = fCalObj[moduleNr]->GetNrDead();
 694   for (Int_t i=0; i<nrDead; i++) {
 695     GetMap()->DeleteHit(fCalObj[moduleNr]->GetDeadColAt(i),fCalObj[moduleNr]->GetDeadRowAt(i));
 696   }
 697 }
 698 //______________________________________________________________________
 699 void AliITSsimulationSPD::FrompListToDigits(){
 700     // add noise and electronics, perform the zero suppression and add the
 701     // digit to the list
 702     // Inputs:
 703     //    none.
 704     // Outputs:
 705     //    none.
 706     // Return:
 707     //    none.
 708     static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 709     Int_t j,ix,iz;
 710     Double_t  electronics;
 711     Double_t sig;
 712     const Int_t    knmaxtrk=AliITSdigitSPD::GetNTracks();
 713     static AliITSdigitSPD dig;
 714     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 715     if(GetDebug(1)) Info("FrompListToDigits","()");
 716     for(iz=0; iz<GetNPixelsZ(); iz++) for(ix=0; ix<GetNPixelsX(); ix++){
 717 // NEW (for the moment plugged by hand, in the future possibly read from Data Base)
 718 // here parametrize the efficiency of the pixel along the row for the test columns (1,9,17,25)
 719 //        if(iz==1 || iz == 9 || iz == 17 || iz == 25) {
 720 //        Double_t eff,p1=0.,p2=0.;
 721 //        Double_t x=ix;
 722 //        switch (iz) {
 723 //          case 1:   p1=0.63460;p2=0.42438E-01;break;
 724 //          case 9:   p1=0.41090;p2=0.75914E-01;break;
 725 //        case 17:  p1=0.31883;p2=0.91502E-01;break;
 726 //        case 25:  p1=0.48828;p2=0.57975E-01;break;
 727 //         } // end switch
 728 //          eff=1.-p1*exp(-p2*x);
 729 //          if (gRandom->Rndm() >= eff) continue;
 730 //        } // end  if
 731  // END parametrize the efficiency
 732  //
 733         electronics = res->ApplyBaselineAndNoise();
 734         UpdateMapNoise(ix,iz,electronics);
 735         //
 736         // Apply Threshold and write Digits.
 737         sig = GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix);
 738         FillHistograms(ix,iz,sig+electronics);
 739         if(GetDebug(3)){
 740             cout<<sig<<"+"<<electronics<<">threshold("<<ix<<","<<iz
 741                 <<")="<<GetThreshold() <<endl;
 742         } // end if GetDebug
 743         if (sig+electronics <= GetThreshold()) continue;
 744         dig.SetCoord1(iz);
 745         dig.SetCoord2(ix);
 746         dig.SetSignal(1);
 747
 748 //        dig.SetSignalSPD((Int_t) GetMap()->GetSignal(iz,ix));
 749         Double_t aSignal =  GetMap()->GetSignal(iz,ix);
 750         if (TMath::Abs(aSignal)>2147483647.0) {
 751           //PH 2147483647 is the max. integer
 752           //PH This apparently is a problem which needs investigation
 753           AliWarning(Form("Too big or too small signal value %f",aSignal));
 754           aSignal = TMath::Sign((Double_t)2147483647,aSignal);
 755         }
 756         dig.SetSignalSPD((Int_t)aSignal);
 757
 758         for(j=0;j<knmaxtrk;j++){
 759             if (j<GetMap()->GetNEntries()) {
 760                 dig.SetTrack(j,GetMap()->GetTrack(iz,ix,j));
 761                 dig.SetHit(j,GetMap()->GetHit(iz,ix,j));
 762             }else { // Default values
 763                 dig.SetTrack(j,-3);
 764                 dig.SetHit(j,-1);
 765             } // end if GetMap()
 766         } // end for j
 767         if(GetDebug(3)){
 768             cout<<iz<<","<<ix<<","<<*(GetMap()->GetpListItem(iz,ix))<<endl;
 769         } // end if GetDebug
 770         aliITS->AddSimDigit(0,&dig);
 771     } //  for ix/iz
 772 }
 773 //______________________________________________________________________
 774 void AliITSsimulationSPD::CreateHistograms(){
 775     // create 1D histograms for tests
 776     // Inputs:
 777     //    none.
 778     // Outputs:
 779     //    none.
 780     // Return:
 781     //     none.
 782
 783     if(GetDebug(1)) Info("CreateHistograms","create histograms");
 784
 785     fHis = new TObjArray(GetNPixelsZ());
 786     TString fSPDname("spd_");
 787     for(Int_t i=0;i<GetNPixelsZ();i++) {
 788         Char_t pixelz[4];
 789         sprintf(pixelz,"%d",i);
 790         fSPDname.Append(pixelz);
 791         fHis->AddAt(new TH1F(fSPDname.Data(),"SPD maps",
 792                              GetNPixelsX(),0.,(Double_t)GetNPixelsX()),i);
 793     } // end for i
 794 }
 795 //______________________________________________________________________
 796 void AliITSsimulationSPD::FillHistograms(Int_t ix,Int_t iz,Double_t v){
 797     // Fill the histogram
 798     // Inputs:
 799     //    none.
 800     // Outputs:
 801     //    none.
 802     // Return:
 803     //     none.
 804
 805     if(!GetHistArray()) return; // Only fill if setup.
 806     if(GetDebug(2)) Info("FillHistograms","fill histograms");
 807     GetHistogram(iz)->Fill(ix,v);
 808 }
 809 //______________________________________________________________________
 810 void AliITSsimulationSPD::ResetHistograms(){
 811     // Reset histograms for this detector
 812     // Inputs:
 813     //    none.
 814     // Outputs:
 815     //    none.
 816     // Return:
 817     //     none.
 818
 819     if(!GetHistArray()) return; // Only fill if setup.
 820     if(GetDebug(2)) Info("FillHistograms","fill histograms");
 821     for ( int i=0;i<GetNPixelsZ();i++ ) {
 822         if (fHis->At(i))    ((TH1F*)fHis->At(i))->Reset();
 823     } // end for i
 824 }
 825
 826 //______________________________________________________________________
 827 void AliITSsimulationSPD::SetCoupling(Int_t col, Int_t row, Int_t ntrack,
 828                                       Int_t idhit) {
 829     //  Take into account the coupling between adiacent pixels.
 830     //  The parameters probcol and probrow are the probability of the
 831     //  signal in one pixel shared in the two adjacent pixels along
 832     //  the column and row direction, respectively.
 833     //  Note pList is goten via GetMap() and module is not need any more.
 834     //  Otherwise it is identical to that coded by Tiziano Virgili (BSN).
 835     //Begin_Html
 836     /*
 837       <img src="picts/ITS/barimodel_3.gif">
 838       </pre>
 839       <br clear=left>
 840       <font size=+2 color=red>
 841       <a href="mailto:tiziano.virgili@cern.ch"></a>.
 842       </font>
 843       <pre>
 844     */
 845     //End_Html
 846     // Inputs:
 847     //    Int_t col            z cell index
 848     //    Int_t row            x cell index
 849     //    Int_t ntrack         track incex number
 850     //    Int_t idhit          hit index number
 851     // Outputs:
 852     //    none.
 853     // Return:
 854     //     none.
 855     Int_t j1,j2,flag=0;
 856     Double_t pulse1,pulse2;
 857     Double_t couplR=0.0,couplC=0.0;
 858     Double_t xr=0.;
 859
 860     GetCouplings(couplC,couplR);
 861     if(GetDebug(3)) Info("SetCoupling","(col=%d,row=%d,ntrack=%d,idhit=%d) "
 862                          "Calling SetCoupling couplC=%e couplR=%e",
 863                          col,row,ntrack,idhit,couplC,couplR);
 864     j1 = col;
 865     j2 = row;
 866     pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 867     pulse2 = pulse1;
 868     for (Int_t isign=-1;isign<=1;isign+=2){// loop in col direction
 869         do{
 870             j1 += isign;
 871             xr = gRandom->Rndm();
 872             if ((j1<0) || (j1>GetNPixelsZ()-1) || (xr>couplC)){
 873                 j1 = col;
 874                 flag = 1;
 875             }else{
 876                 UpdateMapSignal(row,j1,ntrack,idhit,pulse1);
 877                 //  flag = 0;
 878                 flag = 1; // only first next!!
 879             } // end if
 880         } while(flag == 0);
 881         // loop in row direction
 882         do{
 883             j2 += isign;
 884             xr = gRandom->Rndm();
 885             if ((j2<0) || (j2>GetNPixelsX()-1) || (xr>couplR)){
 886                 j2 = row;
 887                 flag = 1;
 888             }else{
 889                 UpdateMapSignal(j2,col,ntrack,idhit,pulse2);
 890                 //  flag = 0;
 891                 flag = 1; // only first next!!
 892             } // end if
 893         } while(flag == 0);
 894     } // for isign
 895 }
 896 //______________________________________________________________________
 897 void AliITSsimulationSPD::SetCouplingOld(Int_t col, Int_t row,
 898                 Int_t ntrack,Int_t idhit) {
 899     //  Take into account the coupling between adiacent pixels.
 900     //  The parameters probcol and probrow are the fractions of the
 901     //  signal in one pixel shared in the two adjacent pixels along
 902     //  the column and row direction, respectively.
 903     //Begin_Html
 904     /*
 905       <img src="picts/ITS/barimodel_3.gif">
 906       </pre>
 907       <br clear=left>
 908       <font size=+2 color=red>
 909       <a href="mailto:Rocco.Caliandro@ba.infn.it"></a>.
 910       </font>
 911       <pre>
 912     */
 913     //End_Html
 914     // Inputs:
 915     //    Int_t col            z cell index
 916     //    Int_t row            x cell index
 917     //    Int_t ntrack         track incex number
 918     //    Int_t idhit          hit index number
 919     //    Int_t module         module number
 920     // Outputs:
 921     //    none.
 922     // Return:
 923     //     none.
 924     Int_t j1,j2,flag=0;
 925     Double_t pulse1,pulse2;
 926     Double_t couplR=0.0,couplC=0.0;
 927
 928     GetCouplings(couplC,couplR);
 929
 930     //  Debugging ...
 931 //    cout << "Threshold --> " << GetThreshold() << endl;  // dom
 932 //    cout << "Couplings --> " << couplC << " " << couplR << endl;  //dom
 933
 934
 935     if(GetDebug(3)) Info("SetCouplingOld","(col=%d,row=%d,ntrack=%d,idhit=%d) "
 936                          "Calling SetCoupling couplC=%e couplR=%e",
 937                          col,row,ntrack,idhit,couplC,couplR);
 938     for (Int_t isign=-1;isign<=1;isign+=2){// loop in col direction
 939     pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 940     pulse2 = pulse1;
 941     j1 = col;
 942     j2 = row;
 943         do{
 944             j1 += isign;
 945             pulse1 *= couplC;
 946             if ((j1<0)||(j1>GetNPixelsZ()-1)||(pulse1<GetThreshold())){
 947                 pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 948                 j1 = col;
 949                 flag = 1;
 950             }else{
 951                 UpdateMapSignal(row,j1,ntrack,idhit,pulse1);
 952                 // flag = 0;
 953                 flag = 1;  // only first next !!
 954             } // end if
 955         } while(flag == 0);
 956         // loop in row direction
 957         do{
 958             j2 += isign;
 959             pulse2 *= couplR;
 960             if((j2<0)||(j2>(GetNPixelsX()-1))||(pulse2<GetThreshold())){
 961                 pulse2 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 962                 j2 = row;
 963                 flag = 1;
 964             }else{
 965                 UpdateMapSignal(j2,col,ntrack,idhit,pulse2);
 966                 // flag = 0;
 967                 flag = 1; // only first next!!
 968             } // end if
 969         } while(flag == 0);
 970     } // for isign
 971 }