ITS/AliITSsimulationSPD.cxx

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