ITS/AliITSsimulationSPDdubna.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   *
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  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 #include <Riostream.h>
  19 #include <TRandom.h>
  20 #include <TH1.h>
  21 #include <TMath.h>
  22 #include <TString.h>
  23 #include <TParticle.h>
  24
  25 #include "AliRun.h"
  26 #include "AliITS.h"
  27 #include "AliITShit.h"
  28 #include "AliITSdigit.h"
  29 #include "AliITSmodule.h"
  30 #include "AliITSMapA2.h"
  31 #include "AliITSpList.h"
  32 #include "AliITSsimulationSPDdubna.h"
  33 #include "AliITSsegmentationSPD.h"
  34 #include "AliITSresponseSPDdubna.h"
  35
  36 //#define DEBUG
  37
  38 ClassImp(AliITSsimulationSPDdubna)
  39 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  40 // Version: 0
  41 // Written by Boris Batyunya
  42 // December 20 1999
  43 //
  44 // AliITSsimulationSPDdubna is the simulation of SPDs
  45 //______________________________________________________________________
  46
  47
  48 AliITSsimulationSPDdubna::AliITSsimulationSPDdubna(){
  49     // constructor
  50
  51     fResponse = 0;
  52     fSegmentation = 0;
  53     fMapA2 = 0;
  54     fpList = 0;
  55     fModule = 0;
  56     fEvent = 0;
  57     fHis = 0;
  58     fNoise = 0.;
  59     fBaseline = 0.;
  60     fNPixelsZ = 0;
  61     fNPixelsX = 0;
  62 }
  63 //______________________________________________________________________
  64 AliITSsimulationSPDdubna::AliITSsimulationSPDdubna(AliITSsegmentation *seg,
  65                                                    AliITSresponse *resp){
  66     // standard constructor
  67     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
  68
  69     fHis = 0;
  70     fResponse = resp;
  71     fSegmentation = seg;
  72     fModule = 0;
  73     fEvent = 0;
  74
  75     fNPixelsZ=GetSeg()->Npz();
  76     fNPixelsX=GetSeg()->Npx();
  77
  78     GetResp()->GetNoiseParam(fNoise,fBaseline);
  79     GetResp()->SetDistanceOverVoltage(kmictocm*GetSeg()->Dy(),50.0);
  80
  81 //    fMapA2 = new AliITSMapA2(GetSeg());
  82     fMapA2 = 0;
  83
  84     fpList = new AliITSpList(fNPixelsZ+1,fNPixelsX+1);
  85
  86 }
  87 //______________________________________________________________________
  88 AliITSsimulationSPDdubna::~AliITSsimulationSPDdubna(){
  89     // destructor
  90
  91     if(fMapA2) delete fMapA2;
  92
  93     if (fHis) {
  94         fHis->Delete();
  95         delete fHis;
  96     } // end if fHis
  97 }
  98 //______________________________________________________________________
  99 AliITSsimulationSPDdubna::AliITSsimulationSPDdubna(const
 100                                                    AliITSsimulationSPDdubna
 101                                                    &source){
 102     //     Copy Constructor
 103     if(&source == this) return;
 104     this->fMapA2 = source.fMapA2;
 105     this->fNoise = source.fNoise;
 106     this->fBaseline = source.fBaseline;
 107     this->fNPixelsX = source.fNPixelsX;
 108     this->fNPixelsZ = source.fNPixelsZ;
 109     this->fHis = source.fHis;
 110     return;
 111 }
 112 //______________________________________________________________________
 113 AliITSsimulationSPDdubna&  AliITSsimulationSPDdubna::operator=(const
 114                                            AliITSsimulationSPDdubna &source){
 115     //    Assignment operator
 116     if(&source == this) return *this;
 117     this->fMapA2 = source.fMapA2;
 118     this->fNoise = source.fNoise;
 119     this->fBaseline = source.fBaseline;
 120     this->fNPixelsX = source.fNPixelsX;
 121     this->fNPixelsZ = source.fNPixelsZ;
 122     this->fHis = source.fHis;
 123     return *this;
 124 }
 125 //______________________________________________________________________
 126 void AliITSsimulationSPDdubna::InitSimulationModule(Int_t module, Int_t event){
 127     //  This function creates maps to build the list of tracks for each
 128     //  summable digit.
 129     //
 130     //  Inputs:
 131     //    Int_t module   // Module number to be simulated
 132     //    Int_t event    // Event number to be simulated
 133     //
 134     //  Outputs:
 135     //    none
 136     //
 137     //  Returns:
 138     //    none
 139
 140     fModule = module;
 141     fEvent  = event;
 142 //    fMapA2->ClearMap();
 143     fpList->ClearMap();
 144 }
 145 //_____________________________________________________________________
 146 void AliITSsimulationSPDdubna::SDigitiseModule(AliITSmodule *mod, Int_t mask,
 147                                                Int_t event){
 148     //  This function begins the work of creating S-Digits
 149     //
 150     //  Inputs:
 151     //    AliITSmodule *mod  //  module
 152     //    Int_t mask         //  mask to be applied to the module
 153     //
 154     //  Outputs:
 155     //    none
 156     //
 157     //  Return:
 158     //    test              //  test returns kTRUE if the module contained hits
 159     //                      //  test returns kFALSE if it did not contain hits
 160
 161     Int_t module = 0;
 162
 163     if(!(mod->GetNhits())) return;// if module has no hits don't create Sdigits
 164     fModule = mod->GetIndex();
 165     HitToSDigit(mod, module, mask, fpList);
 166     WriteSDigits(fpList);
 167 //    fMapA2->ClearMap();
 168     fpList->ClearMap();
 169 }
 170 //______________________________________________________________________
 171 void AliITSsimulationSPDdubna::WriteSDigits(AliITSpList *pList){
 172     //  This function adds each S-Digit to pList
 173     //
 174     //  Inputs:
 175     //    AliITSpList *pList
 176     //
 177     //  Outputs:
 178     //    none
 179     //
 180     //  Return:
 181     //    none
 182     Int_t ix, nix, iz, niz;
 183     static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 184
 185     pList->GetMaxMapIndex(niz, nix);
 186     for(iz=0; iz<niz-1; iz++)for(ix=0; ix<nix-1; ix++){
 187         if(pList->GetSignalOnly(iz+1,ix+1)>0.0){
 188             aliITS->AddSumDigit(*(pList->GetpListItem(iz+1,ix+1)));
 189 #ifdef DEBUG
 190             cout <<"SDigits " << iz << "," << ix << "," <<
 191                 *(pList->GetpListItem(iz+1,ix+1)) << endl;
 192 #endif
 193         } // end if pList
 194     } // end for iz,ix
 195     return;
 196 }
 197 //______________________________________________________________________
 198 void AliITSsimulationSPDdubna::FinishSDigitiseModule(){
 199     //  This function calls SDigitsToDigits which creates Digits from SDigits
 200     //
 201     //  Inputs:
 202     //    none
 203     //
 204     //  Outputs:
 205     //    none
 206     //  Return
 207     //    none
 208
 209     SDigitsToDigits(fModule, fpList);
 210     return;
 211 }
 212 //______________________________________________________________________
 213 void AliITSsimulationSPDdubna::SDigitsToDigits(Int_t module,
 214                                                AliITSpList *pList){
 215     //  This function adds electronic noise to the S-Digits and then adds them
 216     // to  a new pList
 217     //
 218     //  Inputs:
 219     //    Int_t       module  // module number
 220     //    AliITSpList *pList  // pList
 221     //
 222     //  Outputs:
 223     //    pList is passed along to the functions ChargeToSignal and GetList
 224     //
 225     //  Return:
 226     //    none
 227
 228     fModule = module;
 229     ChargeToSignal(pList); // Charge To Signal both adds noise and
 230 //    fMapA2->ClearMap();
 231     pList->ClearMap();
 232 }
 233 //______________________________________________________________________
 234 void AliITSsimulationSPDdubna::DigitiseModule(AliITSmodule *mod, Int_t module,
 235                                               Int_t dummy){
 236     //  This function creates Digits straight from the hits and then adds
 237     //  electronic noise to the digits before adding them to pList
 238     //
 239     //  Inputs:
 240     //    AliITSmodule *mod    // module
 241     //    Int_t        module  // module number  Dummy.
 242     //    Int_t        dummy
 243     //
 244     //  Outputs:
 245     //    Each of the input variables is passed along to HitToSDigit
 246     //
 247     //  Return:
 248     //    none
 249
 250     fModule = mod->GetIndex();  //This calls the module for HitToSDigit
 251     HitToSDigit(mod,fModule, dummy, fpList);
 252     ChargeToSignal(fpList);
 253 //    fMapA2->ClearMap();
 254     fpList->ClearMap();
 255 }
 256 //______________________________________________________________________
 257 void AliITSsimulationSPDdubna::UpdateMapSignal(Int_t iz, Int_t ix, Int_t trk,
 258                                                Int_t ht, Int_t module,
 259                                                Double_t signal,
 260                                                AliITSpList *pList){
 261     //  This function adds a signal to the pList from the pList class
 262     //
 263     //  Inputs:
 264     //    Int_t       iz     // row number
 265     //    Int_t       ix     // column number
 266     //    Int_t       trk    // track number
 267     //    Int_t       ht     // hit number
 268     //    Double_t    signal // signal strength
 269     //    AliITSpList *pList // pList
 270     //
 271     //  Outputs:
 272     //    All of the inputs are passed to AliITSpList::AddSignal
 273     //    Int_t    ix  // row number
 274     //    Int_t    iz  // column number
 275     //    Double_t sig // signal strength
 276     //          // These three variables are defined to preserve the
 277     //          // assignments used in the function AliITSMapA2::AddSignal
 278     //
 279     //  Return:
 280     //    none
 281
 282 //    fMapA2->AddSignal(iz, ix, signal);
 283     pList->AddSignal(iz+1,ix+1, trk, ht, fModule, signal);
 284 }
 285 //______________________________________________________________________
 286 void AliITSsimulationSPDdubna::UpdateMapNoise(Int_t iz,
 287                                               Int_t ix, Int_t fModule,
 288                                               Double_t sig, Float_t noise,
 289                                               AliITSpList *pList){
 290     //  This function adds noise to data in the MapA2 as well as the pList
 291     //
 292     //  Inputs:
 293     //    Int_t       iz       // row number
 294     //    Int_t       ix       // column number
 295     //    Int_t       mod     // module number
 296     //    Double_t    sig     // signal strength
 297     //    Double_t    noise   // electronic noise generated by ChargeToSignal
 298     //    AliITSpList *pList  // pList
 299     //
 300     //  Outputs:
 301     //    All of the inputs are passed to AliITSMapA2::AddSignal or
 302     //    AliITSpList::AddNoise
 303     //
 304     //  Return:
 305     //    none
 306
 307 //    fMapA2->AddSignal(iz, ix, noise);
 308     pList->AddNoise(iz+1,ix+1, fModule, noise);
 309 }
 310 //______________________________________________________________________
 311 void AliITSsimulationSPDdubna::HitToDigit(AliITSmodule *mod, Int_t module,
 312                                           Int_t dummy){
 313     DigitiseModule(mod, module, dummy);
 314 }
 315 //______________________________________________________________________
 316 void AliITSsimulationSPDdubna::HitToSDigit(AliITSmodule *mod, Int_t module,
 317                                             Int_t dummy,AliITSpList *pList){
 318     // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.
 319     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 320     TObjArray *hits = mod->GetHits();
 321     Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
 322     Int_t h,ix,iz;
 323     Int_t idtrack;
 324     Double_t x0=0.0,x1=0.0,y0=0.0,y1=0.0,z0=0.0,z1=0.0,de=0.0;
 325     Double_t x,y,z,t,tp,st,dt=0.2,el,sig;
 326     Double_t thick = kmictocm*GetSeg()->Dy();
 327
 328     if(nhits<=0) return;
 329     for(h=0;h<nhits;h++){
 330 #ifdef DEBUG
 331         cout << "Hits=" << h << "," << *(mod->GetHit(h)) << endl;
 332 #endif
 333         if(mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)){
 334         st =TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
 335         if(st>0.0){
 336             st = (Double_t)((Int_t)(1.0E+04*st)); // number of microns
 337             if(st<=0.0) st = 1.0;
 338             dt = 1.0/st;
 339             for(t=0;t<1.0;t+=dt){ // Integrate over t
 340                 tp = t+0.5*dt;
 341                 el = GetResp()->GeVToCharge((Float_t)(dt*de));
 342 #ifdef DEBUG
 343                 if(el<=0.0) cout << "el="<<el<<" dt="<<dt<<" de="<<de<<endl;
 344 #endif
 345                 x = x0+x1*tp;
 346                 y = y0+y1*tp;
 347                 z = z0+z1*tp;
 348                 GetSeg()->LocalToDet(x,z,ix,iz);
 349                 sig = GetResp()->SigmaDiffusion1D(thick + y);
 350                 SpreadCharge(x,y,z,ix,iz,el,sig,idtrack,
 351                              mod->GetHitTrackIndex(h),h,mod->GetIndex());
 352             } // end for t
 353         } else { // st == 0.0 deposit it at this point
 354             el = GetResp()->GeVToCharge((Float_t)de);
 355             x = x0;
 356             y = y0;
 357             z = z0;
 358             GetSeg()->LocalToDet(x,z,ix,iz);
 359             sig = GetResp()->SigmaDiffusion1D(thick + y);
 360             SpreadCharge(x,y,z,ix,iz,el,sig,
 361                          idtrack,mod->GetHitTrackIndex(h),h,mod->GetIndex());
 362         } // end if st>0.0
 363     }} // Loop over all hits h
 364 }/*
 365 //______________________________________________________________________
 366 void AliITSsimulationSPDdubna::HitToSDigit(AliITSmodule *mod, Int_t module,
 367                                             Int_t dummy,AliITSpList *pList){
 368     // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.
 369     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 370     TObjArray *hits = mod->GetHits();
 371     Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
 372     Int_t h,ix,iz,i,n;
 373     Int_t idtrack;
 374     Double_t x0=0.0,x1=0.0,y0=0.0,y1=0.0,z0=0.0,z1=0.0,de=0.0;
 375     Double_t x,y,z,*ta,t,tp,st,dt=0.2,el,sig;
 376     Double_t thick = kmictocm*GetSeg()->Dy();
 377
 378     if(nhits<=0) return;
 379     for(h=0;h<nhits;h++){
 380 #ifdef DEBUG
 381         cout << "Hits=" << h << "," << *(mod->GetHit(h)) << endl;
 382 #endif
 383         if(mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)){
 384         st =TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
 385         if(st>0.0){
 386             st =TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1)*(ta[i+1]-ta[i]);
 387             ta = CreateFindCellEdges(x0,x1,z0,z1,n);
 388             for(i=0;i<n-1;i++){
 389                 dt = TMath::Min((1.0E-4)/st,);
 390                 for(t=ta[i];t<ta[i+1];t+=dt){ // Integrate over t
 391                 tp = t+0.5*dt;
 392                 el = GetResp()->GeVToCharge((Float_t)(dt*de));
 393 #ifdef DEBUG
 394                 if(el<=0.0) cout << "el="<<el<<" dt="<<dt<<" de="<<de<<endl;
 395 #endif
 396                 x = x0+x1*tp;
 397                 y = y0+y1*tp;
 398                 z = z0+z1*tp;
 399                 GetSeg()->LocalToDet(x,z,ix,iz);
 400                 sig = GetResp()->SigmaDiffusion1D(thick + y);
 401                 SpreadCharge(x,y,z,ix,iz,el,sig,idtrack,
 402                              mod->GetHitTrackIndex(h),h,mod->GetIndex());
 403             } // end for t[i]
 404             delete[] t;
 405         } else { // st == 0.0 deposit it at this point
 406             el = GetResp()->GeVToCharge((Float_t)de);
 407             x = x0;
 408             y = y0;
 409             z = z0;
 410             GetSeg()->LocalToDet(x,z,ix,iz);
 411             sig = GetResp()->SigmaDiffusion1D(thick + y);
 412             SpreadCharge(x,y,z,ix,iz,el,sig,
 413                          idtrack,mod->GetHitTrackIndex(h),h,mod->GetIndex());
 414         } // end if st>0.0
 415     }} // Loop over all hits h
 416     }*/
 417 //______________________________________________________________________
 418 void AliITSsimulationSPDdubna::SpreadCharge(Double_t x0,Double_t y0,
 419                                             Double_t z0,Int_t ix0,Int_t iz0,
 420                                             Double_t el,Double_t sig,Int_t t,
 421                                             Int_t ti,Int_t hi,Int_t mod){
 422     // Spreads the charge over neighboring cells. Assume charge is distributed
 423     // as charge(x,z) = (el/2*pi*sig*sig)*exp(-arg)
 424     // arg=((x-x0)*(x-x0)/2*sig*sig)+((z-z0*z-z0)/2*sig*sig)
 425     // Defined this way, the integral over all x and z is el.
 426     const Int_t knx = 3,knz = 2;
 427     const Double_t kRoot2 = 1.414213562; // Sqrt(2).
 428     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 429     Int_t ix,iz,ixs,ixe,izs,ize;
 430     Float_t x,z;
 431     Double_t x1,x2,z1,z2,s,sp;
 432
 433     if(sig<=0.0) {
 434         fpList->AddSignal(iz0+1,ix0+1,t,hi,mod,el);
 435         return;
 436     } // end if
 437     sp = 1.0/(sig*kRoot2);
 438 #ifdef DEBUG
 439     cout << "sig=" << sig << " sp=" << sp << endl;
 440 #endif
 441     ixs = TMath::Max(-knx+ix0,0);
 442     ixe = TMath::Min(knx+ix0,GetSeg()->Npx()-1);
 443     izs = TMath::Max(-knz+iz0,0);
 444     ize = TMath::Min(knz+iz0,GetSeg()->Npz()-1);
 445     for(ix=ixs;ix<=ixe;ix++) for(iz=izs;iz<=ize;iz++){
 446         GetSeg()->DetToLocal(ix,iz,x,z); // pixel center
 447         x1 = x;
 448         z1 = z;
 449         x2  = x1 + 0.5*kmictocm*GetSeg()->Dpx(ix); // Upper
 450         x1 -= 0.5*kmictocm*GetSeg()->Dpx(ix);  // Lower
 451         z2  = z1 + 0.5*kmictocm*GetSeg()->Dpz(iz); // Upper
 452         z1 -= 0.5*kmictocm*GetSeg()->Dpz(iz);  // Lower
 453         x1 -= x0; // Distance from where track traveled
 454         x2 -= x0; // Distance from where track traveled
 455         z1 -= z0; // Distance from where track traveled
 456         z2 -= z0; // Distance from where track traveled
 457         s = 0.25; // Correction based on definision of Erfc
 458         s *= TMath::Erfc(sp*x1) - TMath::Erfc(sp*x2);
 459 #ifdef DEBUG
 460         cout << "el=" << el << " ix0=" << ix0 << " ix=" << ix << " x0="<< x <<
 461             " iz0=" << iz0 << " iz=" << iz << " z0=" << z  <<
 462             " sp*x1=" << sp*x1 <<" sp*x2=" << sp*x2 << " s=" << s;
 463 #endif
 464         s *= TMath::Erfc(sp*z1) - TMath::Erfc(sp*z2);
 465 #ifdef DEBUG
 466         cout << " sp*z1=" << sp*z1 <<" sp*z2=" << sp*z2 << " s=" << s << endl;
 467 #endif
 468         fpList->AddSignal(iz+1,ix+1,t,hi,mod,s*el);
 469     } // end for ix, iz
 470 }
 471 //______________________________________________________________________
 472 Double_t *AliITSsimulationSPDdubna::CreateFindCellEdges(Double_t x0,Double_t x1,
 473                                              Double_t z0,Double_t z1,Int_t &n){
 474     // Note: This function is a potensial source for a memory leak. The memory
 475     // pointed to in its return, must be deleted.
 476     // Inputs:
 477     //    Double_t x0   The starting location of the track step in x
 478     //    Double_t x1   The distance allong x for the track step
 479     //    Double_t z0   The starting location of the track step in z
 480     //    Double_t z1   The distance allong z for the track step
 481     // Output:
 482     //    Int)t &n      The size of the array returned. Minimal n=2.
 483     // Return:
 484     //    The pointer to the array of track steps.
 485     Int_t ix0,ix1,ix,iz0,iz1,iz,i;
 486     Double_t x,z,lx,ux,lz,uz,a,b,c,d;
 487     Double_t *t;
 488
 489     GetSeg()->LocalToDet(x0,z0,ix0,iz0);
 490     GetSeg()->LocalToDet(x1,z1,ix1,iz1);
 491     n = 2 + TMath::Abs(ix1-ix0) + TMath::Abs(iz1-iz0);
 492     t = new Double_t[n];
 493     t[0] = 0.0;
 494     t[n-1] = 1.0;
 495     x = x0;
 496     z = z0;
 497     for(i=1;i<n-1;i++){
 498         GetSeg()->LocalToDet(x,z,ix,iz);
 499         GetSeg()->CellBoundries(ix,iz,lx,ux,lz,uz);
 500         a = (lx-x0)/x1;
 501         if(a<=t[i-1]) a = 1.0;
 502         b = (ux-x0)/x1;
 503         if(b<=t[i-1]) b = 1.0;
 504         c = (lz-z0)/z1;
 505         if(c<=t[i-1]) c = 1.0;
 506         d = (uz-z0)/z1;
 507         if(d<=t[i-1]) d = 1.0;
 508         t[i] = TMath::Min(TMath::Min(TMath::Min(a,b),c),d);
 509         x = x0+x1*(t[i]*1.00000001);
 510         z = z0+z1*(t[i]*1.00000001);
 511         i++;
 512     } // end for i
 513     return t;
 514 }
 515 //______________________________________________________________________
 516 void AliITSsimulationSPDdubna::HitToSDigitOld(AliITSmodule *mod, Int_t module,
 517                                            Int_t dummy, AliITSpList *pList){
 518     // digitize module
 519     const Float_t kEnToEl = 2.778e+8; // GeV->charge in electrons
 520                                       // for 3.6 eV/pair
 521     const Float_t kconv = 10000.;     // cm -> microns
 522
 523     Float_t spdLength = GetSeg()->Dz();
 524     Float_t spdWidth = GetSeg()->Dx();
 525     Float_t spdThickness = GetSeg()->Dy();
 526     Float_t difCoef, dum;
 527     GetResp()->DiffCoeff(difCoef,dum);
 528     if(spdThickness > 290) difCoef = 0.00613;
 529
 530     Float_t zPix0 = 1e+6;
 531     Float_t xPix0 = 1e+6;
 532     Float_t yPrev = 1e+6;
 533
 534     Float_t zPitch = GetSeg()->Dpz(0);
 535     Float_t xPitch = GetSeg()->Dpx(0);
 536
 537     TObjArray *fHits = mod->GetHits();
 538     module = mod->GetIndex();
 539     Int_t nhits = fHits->GetEntriesFast();
 540     if (!nhits) return;
 541 #ifdef DEBUG
 542     cout<<"len,wid,thickness,nx,nz,pitchx,pitchz,difcoef ="<<spdLength<<","
 543         <<spdWidth<<","<<spdThickness<<","<<fNPixelsX<<","<<fNPixelsZ<<","
 544         <<xPitch<<","<<zPitch<<","<<difCoef<<endl;
 545 #endif
 546     //  Array of pointers to the label-signal list
 547     Int_t indexRange[4] = {0,0,0,0};
 548
 549     // Fill detector maps with GEANT hits
 550     // loop over hits in the module
 551     static Bool_t first;
 552     Int_t lasttrack=-2;
 553     Int_t hit, iZi, jz, jx;
 554     Int_t idhit=-1; //!
 555 #ifdef DEBUG
 556     cout<<"SPDdubna: module,nhits ="<<module<<","<<nhits<<endl;
 557 #endif
 558     for (hit=0;hit<nhits;hit++) {
 559         AliITShit *iHit = (AliITShit*) fHits->At(hit);
 560 #ifdef DEBUG
 561         cout << "Hits=" << hit << "," << *iHit << endl;
 562 #endif
 563         //Int_t layer = iHit->GetLayer();
 564         Float_t yPix0 = -spdThickness/2;
 565
 566         // work with the idtrack=entry number in the TreeH
 567         //Int_t idhit,idtrack; //!
 568         //mod->GetHitTrackAndHitIndex(hit,idtrack,idhit);  //!
 569         //Int_t idtrack=mod->GetHitTrackIndex(hit);
 570         // or store straight away the particle position in the array
 571         // of particles :
 572         if(iHit->StatusEntering()) idhit=hit;
 573         Int_t itrack = iHit->GetTrack();
 574         Int_t dray = 0;
 575
 576         if (lasttrack != itrack || hit==(nhits-1)) first = kTRUE;
 577
 578         //Int_t parent = iHit->GetParticle()->GetFirstMother();
 579         Int_t partcode = iHit->GetParticle()->GetPdgCode();
 580
 581         //  partcode (pdgCode): 11 - e-, 13 - mu-, 22 - gamma, 111 - pi0,
 582         // 211 - pi+,  310 - K0s, 321 - K+, 2112 - n, 2212 - p, 3122 - lambda
 583
 584         Float_t pmod = iHit->GetParticle()->P(); // total momentum at the
 585                                                    // vertex
 586         pmod *= 1000;
 587
 588         if(partcode == 11 && pmod < 6) dray = 1; // delta ray is e-
 589                                                  // at p < 6 MeV/c
 590
 591         //  Get hit z and x(r*phi) cordinates for each module (detector)
 592         //  in local system.
 593
 594         Float_t zPix = kconv*iHit->GetZL();
 595         Float_t xPix = kconv*iHit->GetXL();
 596         Float_t yPix = kconv*iHit->GetYL();
 597
 598         // Get track status
 599         Int_t status = iHit->GetTrackStatus();
 600
 601         // Check boundaries
 602         if(zPix  > spdLength/2) {
 603 #ifdef DEBUG
 604             cout<<"!!! SPD: z outside ="<<zPix<<endl;
 605 #endif
 606             zPix = spdLength/2 - 10;
 607         }
 608         if(zPix  < 0 && zPix < -spdLength/2) {
 609 #ifdef DEBUG
 610             cout<<"!!! SPD: z outside ="<<zPix<<endl;
 611 #endif
 612             zPix = -spdLength/2 + 10;
 613         }
 614         if(xPix  > spdWidth/2) {
 615 #ifdef DEBUG
 616             cout<<"!!! SPD: x outside ="<<xPix<<endl;
 617 #endif
 618             xPix = spdWidth/2 - 10;
 619         }
 620         if(xPix  < 0 && xPix < -spdWidth/2) {
 621 #ifdef DEBUG
 622             cout<<"!!! SPD: x outside ="<<xPix<<endl;
 623 #endif
 624             xPix = -spdWidth/2 + 10;
 625         }
 626         Int_t trdown = 0;
 627
 628         // enter Si or after event in Si
 629         if (status == 66 ) {
 630             zPix0 = zPix;
 631             xPix0 = xPix;
 632             yPrev = yPix;
 633         } // end if status == 66
 634
 635         Float_t depEnergy = iHit->GetIonization();
 636         // skip if the input point to Si
 637
 638         if(depEnergy <= 0.) continue;
 639
 640         // if track returns to the opposite direction:
 641         if (yPix < yPrev) {
 642             trdown = 1;
 643         } // end if yPix < yPrev
 644
 645         // take into account the holes diffusion inside the Silicon
 646         // the straight line between the entrance and exit points in Si is
 647         // divided into the several steps; the diffusion is considered
 648         // for each end point of step and charge
 649         // is distributed between the pixels through the diffusion.
 650
 651         //  ---------- the diffusion in Z (beam) direction -------
 652         Float_t charge = depEnergy*kEnToEl;         // charge in e-
 653         Float_t drPath = 0.;
 654         Float_t tang = 0.;
 655         Float_t sigmaDif = 0.;
 656         Float_t zdif = zPix - zPix0;
 657         Float_t xdif = xPix - xPix0;
 658         Float_t ydif = TMath::Abs(yPix - yPrev);
 659         Float_t ydif0 = TMath::Abs(yPrev - yPix0);
 660
 661         if(ydif < 1) continue; // ydif is not zero
 662
 663         Float_t projDif = sqrt(xdif*xdif + zdif*zdif);
 664
 665         Int_t ndZ = (Int_t)TMath::Abs(zdif/zPitch) + 1;
 666         Int_t ndX = (Int_t)TMath::Abs(xdif/xPitch) + 1;
 667
 668         // number of the steps along the track:
 669         Int_t nsteps = ndZ;
 670         if(ndX > ndZ) nsteps = ndX;
 671         if(nsteps < 20) nsteps = 20;  // minimum number of the steps
 672
 673         if (projDif < 5 ) {
 674             drPath = (yPix-yPix0)*1.e-4;
 675             drPath = TMath::Abs(drPath);        // drift path in cm
 676             sigmaDif = difCoef*sqrt(drPath);    // sigma diffusion in cm
 677             sigmaDif = sigmaDif*kconv;         // sigma diffusion in microns
 678             nsteps = 1;
 679         }  // end if projDif < 5
 680
 681         if(projDif > 5) tang = ydif/projDif;
 682         Float_t dCharge = charge/nsteps;       // charge in e- for one step
 683         Float_t dZ = zdif/nsteps;
 684         Float_t dX = xdif/nsteps;
 685
 686         for (iZi = 1; iZi <= nsteps;iZi++) {
 687             Float_t dZn = iZi*dZ;
 688             Float_t dXn = iZi*dX;
 689             Float_t zPixn = zPix0 + dZn;
 690             Float_t xPixn = xPix0 + dXn;
 691
 692             if(projDif >= 5) {
 693                 Float_t dProjn = sqrt(dZn*dZn+dXn*dXn);
 694                 drPath = dProjn*tang*1.e-4; // drift path for iZi+1 step in cm
 695                 if(trdown == 0) {
 696                     drPath = TMath::Abs(drPath) + ydif0*1.e-4;
 697                 }// end if trdow ==0
 698                 if(trdown == 1) {
 699                     drPath = ydif0*1.e-4 - TMath::Abs(drPath);
 700                     drPath = TMath::Abs(drPath);
 701                 } // end if trdown == 1
 702                 sigmaDif = difCoef*sqrt(drPath);
 703                 sigmaDif = sigmaDif*kconv;       // sigma diffusion in microns
 704             } // end if projdif >= 5
 705
 706             zPixn = (zPixn + spdLength/2.);
 707             xPixn = (xPixn + spdWidth/2.);
 708             Int_t nZpix, nXpix;
 709             GetSeg()->GetPadIxz(xPixn,zPixn,nXpix,nZpix);
 710             zPitch = GetSeg()->Dpz(nZpix);
 711             GetSeg()->GetPadTxz(xPixn,zPixn);
 712             // set the window for the integration
 713             Int_t jzmin = 1;
 714             Int_t jzmax = 3;
 715             if(nZpix == 1) jzmin =2;
 716             if(nZpix == fNPixelsZ) jzmax = 2;
 717
 718             Int_t jxmin = 1;
 719             Int_t jxmax = 3;
 720             if(nXpix == 1) jxmin =2;
 721             if(nXpix == fNPixelsX) jxmax = 2;
 722
 723             Float_t zpix = nZpix;
 724             Float_t dZright = zPitch*(zpix - zPixn);
 725             Float_t dZleft = zPitch - dZright;
 726
 727             Float_t xpix = nXpix;
 728             Float_t dXright = xPitch*(xpix - xPixn);
 729             Float_t dXleft = xPitch - dXright;
 730
 731             Float_t dZprev = 0.;
 732             Float_t dZnext = 0.;
 733             Float_t dXprev = 0.;
 734             Float_t dXnext = 0.;
 735
 736             for(jz=jzmin; jz <=jzmax; jz++) {
 737                 if(jz == 1) {
 738                     dZprev = -zPitch - dZleft;
 739                     dZnext = -dZleft;
 740                 } else if(jz == 2) {
 741                     dZprev = -dZleft;
 742                     dZnext = dZright;
 743                 } else if(jz == 3) {
 744                     dZprev = dZright;
 745                     dZnext = dZright + zPitch;
 746                 } // end if jz
 747                 // kz changes from 1 to the fNofPixels(270)
 748                 Int_t kz = nZpix + jz -2;
 749
 750                 Float_t zArg1 = dZprev/sigmaDif;
 751                 Float_t zArg2 = dZnext/sigmaDif;
 752                 Float_t zProb1 = TMath::Erfc(zArg1);
 753                 Float_t zProb2 = TMath::Erfc(zArg2);
 754                 Float_t dZCharge =0.5*(zProb1-zProb2)*dCharge;
 755
 756
 757                 // ----------- holes diffusion in X(r*phi) direction  --------
 758
 759                 if(dZCharge > 1.) {
 760                     for(jx=jxmin; jx <=jxmax; jx++) {
 761                         if(jx == 1) {
 762                             dXprev = -xPitch - dXleft;
 763                             dXnext = -dXleft;
 764                         } else if(jx == 2) {
 765                             dXprev = -dXleft;
 766                             dXnext = dXright;
 767                         } else if(jx == 3) {
 768                             dXprev = dXright;
 769                             dXnext = dXright + xPitch;
 770                         }  // end if jx
 771                         Int_t kx = nXpix + jx -2;
 772                         Float_t xArg1 = dXprev/sigmaDif;
 773                         Float_t xArg2 = dXnext/sigmaDif;
 774                         Float_t xProb1 = TMath::Erfc(xArg1);
 775                         Float_t xProb2 = TMath::Erfc(xArg2);
 776                         Float_t dXCharge =0.5*(xProb1-xProb2)*dZCharge;
 777
 778                         if(dXCharge > 1.) {
 779                             if (first) {
 780                                 indexRange[0]=indexRange[1]=kz-1;
 781                                 indexRange[2]=indexRange[3]=kx-1;
 782                                 first=kFALSE;
 783                             } // end if first
 784                             indexRange[0]=TMath::Min(indexRange[0],kz-1);
 785                             indexRange[1]=TMath::Max(indexRange[1],kz-1);
 786                             indexRange[2]=TMath::Min(indexRange[2],kx-1);
 787                             indexRange[3]=TMath::Max(indexRange[3],kx-1);
 788 /*
 789                             // build the list of digits for this module
 790                             Double_t signal = fMapA2->GetSignal(kz-1,kx-1);
 791                             signal+=dXCharge;
 792                             fMapA2->SetHit(kz-1,kx-1,(double)signal);
 793 */
 794                             // The calling sequence for UpdateMapSignal was
 795                             // moved into the (dx > 1 e-) loop because it
 796                             // needs to call signal which is defined inside
 797                             // this loop
 798                             fModule   = module;//Defined because functions
 799                                                // called by UpdateMapSignal
 800                                                // expect module to be an
 801                                                // integer
 802                             UpdateMapSignal(kz-1,kx-1,
 803 //                                          mod->GetHitTrackIndex(hit),
 804                              ((AliITShit*)(mod->GetHit(hit)))->GetTrack(),
 805                                             hit,fModule,dXCharge,pList);
 806                         }      // dXCharge > 1 e-
 807                     }       // jx loop
 808                 }       // dZCharge > 1 e-
 809             }        // jz loop
 810         }         // iZi loop
 811         if (status == 65) {   // the step is inside of Si
 812             zPix0 = zPix;
 813             xPix0 = xPix;
 814         } // end if status == 65
 815         yPrev = yPix;
 816     }   // hit loop inside the module
 817 }
 818 //______________________________________________________________________
 819 void AliITSsimulationSPDdubna::ChargeToSignal(AliITSpList *pList){
 820     // add noise and electronics, perform the zero suppression and add the
 821     // digit to the list
 822     static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 823     Float_t threshold = (float)GetResp()->MinVal();
 824     Int_t j;
 825 //    Int_t    digits[3], tracks[3], hits[3];
 826 //    Float_t  charges[3];
 827     Float_t  electronics;
 828 //    Float_t  phys;
 829     Double_t sig;
 830     const Int_t    nmaxtrk=AliITSdigitSPD::GetNTracks();
 831     static AliITSdigitSPD dig;
 832
 833     for(Int_t iz=0; iz<fNPixelsZ; iz++){
 834         for(Int_t ix=0; ix<fNPixelsX; ix++){
 835             electronics = fBaseline + fNoise*gRandom->Gaus();
 836             sig = pList->GetSignalOnly(iz+1,ix+1);
 837             UpdateMapNoise(iz,ix,fModule,sig,electronics,pList);
 838 #ifdef DEBUG
 839 //          cout << sig << "+" << electronics <<">threshold=" << threshold
 840 //               << endl;
 841 #endif
 842             if (sig+electronics > threshold) {
 843                 dig.fCoord1 = iz;
 844                 dig.fCoord2 = ix;
 845                 dig.fSignal = 1;
 846                 dig.fSignalSPD = (Int_t) pList->GetSignal(iz+1,ix+1);
 847                 /*
 848                 digits[0] = iz;
 849                 digits[1] = ix;
 850                 digits[2] = 1; */
 851                 for(j=0;j<nmaxtrk;j++){
 852 //                  charges[j] = 0.0;
 853                     if (j<pList->GetNEnteries()) {
 854                         dig.fTracks[j] = pList->GetTrack(iz+1,ix+1,j);
 855                         dig.fHits[j]   = pList->GetHit(iz+1,ix+1,j);
 856                         /*
 857                         tracks[j] = pList->GetTrack(iz+1,ix+1,j);
 858                         hits[j]   = pList->GetHit(iz+1,ix+1,j);
 859                         */
 860                     }else { // Default values
 861                         dig.fTracks[j] = -3;
 862                         dig.fHits[j]   = -1;
 863 /*                      tracks[j] = -2; //noise
 864                         hits[j]   = -1;  */
 865                     } // end if pList
 866                 } // end for j
 867 //              charges[0] = (Float_t) pList->GetSumSignal(iz+1,ix+1);
 868 /*
 869                 if(tracks[0] == tracks[1] && tracks[0] == tracks[2]) {
 870                     tracks[1] = -3;
 871                     hits[1] = -1;
 872                     tracks[2] = -3;
 873                     hits[2] = -1;
 874                 } else if(tracks[0] == tracks[1] && tracks[0] != tracks[2]) {
 875                     tracks[1] = -3;
 876                     hits[1] = -1;
 877                 } else if(tracks[0] == tracks[2] && tracks[0] != tracks[1]) {
 878                     tracks[2] = -3;
 879                     hits[2] = -1;
 880                 } else if(tracks[1] == tracks[2] && tracks[0] != tracks[1]) {
 881                     tracks[2] = -3;
 882                     hits[2] = -1;
 883                 } // end if
 884 */
 885 //              phys = 0.0;
 886 #ifdef DEBUG
 887                 cout << iz << "," << ix << "," <<
 888                     *(pList->GetpListItem(iz+1,ix+1)) << endl;
 889 #endif
 890 //              aliITS->AddSimDigit(0, phys, digits, tracks, hits, charges);
 891                 aliITS->AddSimDigit(0,&dig);
 892             } //
 893         } //
 894     } //
 895 }
 896 //______________________________________________________________________
 897 void AliITSsimulationSPDdubna::CreateHistograms(){
 898     // create 1D histograms for tests
 899
 900     printf("SPD - create histograms\n");
 901
 902     fHis=new TObjArray(fNPixelsZ);
 903     TString spdName("spd_");
 904     for (Int_t i=0;i<fNPixelsZ;i++) {
 905         Char_t pixelz[4];
 906         sprintf(pixelz,"%d",i+1);
 907         spdName.Append(pixelz);
 908         //PH       (*fHis)[i] = new TH1F(spdName.Data(),"SPD maps",
 909         //PH                       fNPixelsX,0.,(Float_t) fNPixelsX);
 910         fHis->AddAt(new TH1F(spdName.Data(),"SPD maps",
 911                              fNPixelsX,0.,(Float_t) fNPixelsX), i);
 912     } // end for i
 913 }
 914 //______________________________________________________________________
 915 void AliITSsimulationSPDdubna::ResetHistograms(){
 916     //
 917     // Reset histograms for this detector
 918     //
 919
 920     for ( int i=0;i<fNPixelsZ;i++ ) {
 921         //PH    if ((*fHis)[i])    ((TH1F*)(*fHis)[i])->Reset();
 922         if (fHis->At(i))    ((TH1F*)fHis->At(i))->Reset();
 923     } // end for i
 924 }