RICH/AliRICH.h

   1 #ifndef AliRICH_h
   2 #define AliRICH_h
   3
   4 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   5  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   6
   7 #include <TObjArray.h>
   8 #include <TClonesArray.h>
   9 #include <TLorentzVector.h>
  10 #include <AliDetector.h>
  11 #include <AliHit.h>
  12 #include <AliDigit.h>
  13
  14 #include "AliRICHConst.h"
  15 #include "AliRICHChamber.h"
  16
  17 #include "AliRICHDigit.h"
  18 #include "AliRICHSDigit.h"
  19 #include "AliRICHRawCluster.h"
  20
  21 //__________________AliRICHhit______________________________________________________________________
  22 //__________________________________________________________________________________________________
  23 //__________________________________________________________________________________________________
  24 class AliRICHhit : public AliHit
  25 {
  26 public:
  27   inline   AliRICHhit();
  28   inline   AliRICHhit(Int_t fIshunt, Int_t track, Int_t *vol, Float_t *hits);
  29   inline   AliRICHhit(Int_t track,Int_t iPID,Int_t iChamber,TLorentzVector x4,Float_t eloss);
  30   virtual ~AliRICHhit()         {;}
  31
  32   Int_t   C()                   {return fChamber;}
  33   Int_t   Chamber()             {return fChamber;}
  34   Int_t   Pid()                 {return fPid;}
  35   Int_t   Particle()            {return fPid;}
  36   Float_t Theta()               {return fTheta;}
  37   Float_t Phi()                 {return fPhi;}
  38   Float_t Tlength()             {return fTlength;}
  39   Float_t Eloss()               {return fEloss;}
  40   Float_t Loss()                {return fLoss;}
  41   Float_t PHfirst()             {return fPHfirst;}
  42   Float_t PHlast()              {return fPHlast;}
  43   Float_t MomX()                {return fMomX;}
  44   Float_t MomY()                {return fMomY;}
  45   Float_t MomZ()                {return fMomZ;}
  46   Float_t CerenkovAngle()       {return fCerenkovAngle;}
  47   Float_t MomFreoX()            {return fMomFreoX;}
  48   Float_t MomFreoY()            {return fMomFreoY;}
  49   Float_t MomFreoZ()            {return fMomFreoZ;}
  50   void    Print(Option_t *option="")const;      //virtual
  51 protected:
  52   Int_t     fChamber;                      //chamber number
  53   Int_t     fPid;                          //particle code
  54   Float_t   fTheta,fPhi ;                  //incident theta phi angles in degrees
  55   Float_t   fTlength;                      //track length inside the chamber
  56   Float_t   fEloss;                        //ionisation energy loss in gas
  57   Float_t   fPHfirst;                      //first padhit
  58   Float_t   fPHlast;                       //last padhit
  59   Float_t   fLoss;                         // did it hit the freon?
  60   Float_t   fMomX,fMomY,fMomZ;             //momentum at photochatode entry point
  61   Float_t   fNPads;                        // Pads hit
  62   Float_t   fCerenkovAngle;                // Dummy cerenkov angle
  63   Float_t   fMomFreoX,fMomFreoY,fMomFreoZ; //momentum at freon entry point
  64   ClassDef(AliRICHhit,1)                   //RICH hit class
  65 };//class AliRICHhit
  66
  67   //__________________________________________________________________________________________________
  68 AliRICHhit::AliRICHhit()
  69            :AliHit()
  70 {//default ctor
  71   fChamber=fPid=kBad;
  72   fTheta=fPhi=fTlength=fEloss=fPHfirst=fPHlast=fLoss=kBad;
  73   fMomX=fMomY=fMomZ=fNPads=fCerenkovAngle=fMomFreoX=fMomFreoY=fMomFreoZ=kBad;
  74 }
  75 //__________________________________________________________________________________________________
  76 AliRICHhit::AliRICHhit(Int_t shunt, Int_t track, Int_t *vol, Float_t *hit):
  77             AliHit(shunt, track)
  78 {//ctor
  79   fChamber=vol[0];
  80   fPid=(Int_t)hit[0];
  81   fX=hit[1];fY=hit[2];fZ=hit[3];
  82   fTheta=hit[4];fPhi=hit[5];
  83   fTlength=hit[6];
  84   fEloss=hit[7];
  85   fPHfirst=(Int_t)hit[8];
  86   fPHlast=(Int_t)hit[9];
  87   fLoss=hit[13];
  88   fMomX=hit[14];fMomY=hit[15];fMomZ=hit[16];
  89   fNPads=hit[17];
  90   fCerenkovAngle=hit[18];
  91   fMomFreoX=hit[19];fMomFreoY=hit[20];fMomFreoZ=hit[21];
  92 }
  93 //__________________________________________________________________________________________________
  94 AliRICHhit::AliRICHhit(Int_t track,Int_t iPID,Int_t iChamber,TLorentzVector x4,Float_t eloss):
  95             AliHit(0, track)
  96 {//ctor
  97   fChamber=iChamber;
  98   fPid=iPID;
  99   fX=x4.X();fY=x4.Y();fZ=x4.Z();
 100   fEloss=eloss;
 101 }
 102
 103 //__________________AliRICHCerenkov_________________________________________________________________
 104 //__________________________________________________________________________________________________
 105 //__________________________________________________________________________________________________
 106 class AliRICHCerenkov: public AliHit
 107 {
 108 public:
 109   inline   AliRICHCerenkov();
 110   inline   AliRICHCerenkov(Int_t fIshunt, Int_t track, Int_t *vol, Float_t *Cerenkovs);
 111   virtual ~AliRICHCerenkov() {;}
 112 public:
 113   Int_t     fChamber;          //chamber number
 114   Float_t   fTheta,fPhi;       //incident theta phi angles in degrees
 115   Float_t   fTlength;          //track length inside the chamber
 116   Float_t   fEloss;            //ionisation energy loss in gas
 117   Int_t     fPHfirst;          //first padhit
 118   Int_t     fPHlast;           //last padhit
 119   Int_t     fCMother;          //index of mother particle
 120   Float_t   fLoss;             //nature of particle loss
 121   Float_t   fIndex;            //index of photon
 122   Float_t   fProduction;       //point of production
 123   Float_t   fMomX,fMomY,fMomZ; //local Momentum
 124   Float_t   fNPads;           // Pads hit
 125   Float_t   fCerenkovAngle;   // Cerenkov Angle
 126
 127   ClassDef(AliRICHCerenkov,1)  //RICH cerenkov class
 128 };//class AliRICHCerenkov
 129
 130 //__________________________________________________________________________________________________
 131 AliRICHCerenkov::AliRICHCerenkov()
 132 {//ctor
 133     fChamber=kBad;
 134     fX=fY=fZ=fTheta=fPhi=fTlength=fEloss=kBad;
 135     fPHfirst=fPHlast=fCMother=kBad;
 136     fLoss=fIndex=fProduction=fMomX=fMomY=fMomZ=fNPads=fCerenkovAngle=kBad;
 137 }
 138 //__________________________________________________________________________________________________
 139 AliRICHCerenkov::AliRICHCerenkov(Int_t shunt, Int_t track, Int_t *vol, Float_t *hits)
 140                 :AliHit(shunt, track)
 141 {//ctor
 142     fChamber=vol[0];
 143     fX=hits[1];fY=hits[2];fZ=hits[3];
 144     fTheta=hits[4];fPhi=hits[5];
 145     fTlength=hits[6];
 146     fEloss=hits[7];
 147     fPHfirst=(Int_t)hits[8];fPHlast=(Int_t)hits[9];
 148     fCMother=Int_t(hits[10]);
 149     fIndex = hits[11];
 150     fProduction = hits[12];
 151     fLoss=hits[13];
 152     fMomX=hits[14];fMomY=hits[15];fMomZ=hits[16];
 153     fNPads=hits[17];
 154     fCerenkovAngle=hits[18];
 155 }
 156
 157 //__________________AliRICHdigit____________________________________________________________________
 158 //__________________________________________________________________________________________________
 159 //__________________________________________________________________________________________________
 160 class AliRICHdigit :public AliDigit
 161 {
 162 public:
 163            AliRICHdigit() {fPadX=fPadY=fChamber=fQdc=fTracks[0]=fTracks[1]=fTracks[2]=kBad;}
 164   inline   AliRICHdigit(Int_t iC,Int_t iX,Int_t iY,Int_t iQdc,Int_t iT1,Int_t iT2,Int_t iT3);
 165   virtual ~AliRICHdigit() {;}
 166   inline   Int_t Compare(const TObject *pObj) const;//virtual
 167            Bool_t IsSortable()                                 const{return kTRUE;}//virtual
 168            Int_t C()                                           const{return fChamber;}
 169            Int_t X()                                           const{return fPadX;}
 170            Int_t Y()                                           const{return fPadY;}
 171            Int_t Id()                                          const{return fChamber*1000000+fPadX*1000+fPadY;}
 172            Int_t Qdc()                                         const{return fQdc;}
 173            Int_t T(Int_t i)                                    const{return fTracks[i];}
 174            void  Print(Option_t *option)const;      //virtual
 175 protected:
 176   Int_t fChamber;  //module number
 177   Int_t fPadX;     //pad number along X
 178   Int_t fPadY;     //pad number along Y
 179   Int_t fQdc;      //ADC value
 180   ClassDef(AliRICHdigit,1) //RICH digit class
 181 };//class AliRICHdigit
 182 //__________________________________________________________________________________________________
 183 AliRICHdigit::AliRICHdigit(Int_t iC,Int_t iX,Int_t iY,Int_t iQdc,Int_t iT0,Int_t iT1,Int_t iT2)
 184 {
 185   fChamber=iC;fPadX=iX;fPadY=iY;fQdc=iQdc;
 186   fTracks[0]=iT0;fTracks[1]=iT1;fTracks[2]=iT2;
 187 }
 188 //__________________________________________________________________________________________________
 189 Int_t AliRICHdigit::Compare(const TObject *pObj)const
 190 {
 191   if(Id()==((AliRICHdigit*)pObj)->Id())
 192     return 0;
 193   else if(Id()>((AliRICHdigit*)pObj)->Id())
 194     return 1;
 195   else
 196     return -1;
 197 }
 198 //__________________AliRICH_________________________________________________________________________
 199 //__________________________________________________________________________________________________
 200 //__________________________________________________________________________________________________
 201 class AliRICHParam;
 202 class AliRICHSDigit;
 203
 204 class AliRICH : public AliDetector
 205 {
 206 public:
 207             AliRICH();
 208             AliRICH(const char *name, const char *title);
 209             AliRICH(const AliRICH& RICH):AliDetector(RICH) {;}
 210   virtual  ~AliRICH();
 211
 212   AliRICH&  operator=(const AliRICH&)                 {return *this;}
 213   virtual Int_t   IsVersion()                                            const =0;
 214           void    Hits2SDigits();                                                                                 //virtual
 215           void    SDigits2Digits();                                                                               //virtual
 216           void    Digits2Reco();                                                                                  //virtual
 217
 218   inline  void    CreateHits();
 219   inline  void    CreateSdigits();
 220   inline  void    CreateDigits();
 221   inline  void    CreateClusters();
 222   inline  void    AddHit(Int_t track, Int_t *vol, Float_t *hits);                                                 //virtual
 223   inline  void    AddSdigit(Int_t iC,Int_t iX,Int_t iY,Int_t iAdc,Int_t iT0,Int_t iT1=kBad,Int_t iT2=kBad);
 224   inline  void    AddDigit (Int_t iC,Int_t iX,Int_t iY,Int_t iAdc,Int_t iT0,Int_t iT1=kBad,Int_t iT2=kBad);
 225           void    AddCluster()                                                                                {;}
 226           void    ResetHits()     {AliDetector::ResetHits();fNcerenkovs=0;if(fCerenkovs)fCerenkovs->Clear();fNspecials=0;if(fSpecials)fSpecials->Clear();}  //virtual
 227           void    ResetSdigits()  {fNsdigits=0;  if(fSdigits)  fSdigits ->Clear();}
 228           void    ResetDigits()   {if(fDigitsNew)for(int i=0;i<kNCH;i++){fDigitsNew->At(i)->Clear();fNdigitsNew[i]=0;}}
 229           void    ResetClusters() {if(fClusters) for(int i=0;i<kNCH;i++){fClusters ->At(i)->Clear();fNclusters[i]=0;}}
 230                   //Hits provided by AliDetector
 231   TClonesArray*   Sdigits()             const{return fSdigits;}
 232   TClonesArray*   Digits(Int_t iC)      const{if(fDigitsNew) return (TClonesArray *)fDigitsNew->At(iC-1);else return 0;}
 233   TClonesArray*   Clusters(Int_t iC)    const{if(fClusters)  return (TClonesArray *)fClusters->At(iC-1);else return 0;}
 234
 235   AliRICHChamber* C(Int_t iC)           const{return (AliRICHChamber*)fChambers->At(iC-1);}
 236   AliRICHParam*   Param()               const{return fpParam;}
 237
 238   //  AliRICHhit*     FirstHit(Int_t iTrkN)      {return (AliRICHhit*)AliDetector::FirstHit(iTrkN);}                   //virtual
 239   //  AliRICHhit*     NextHit()                  {return (AliRICHhit*)AliDetector::NextHit();}                         //virtual
 240
 241           void    CreateChambers();
 242           void    CreateMaterials(); //virtual
 243   virtual void    BuildGeometry();   //virtual
 244   virtual void    CreateGeometry();  //virtual
 245           Float_t AbsoCH4(Float_t x);
 246           Float_t Fresnel(Float_t ene,Float_t pdoti, Bool_t pola);
 247
 248   virtual void    StepManager()=0;
 249           void    GenerateFeedbacks(Int_t iChamber,Float_t eloss);
 250           void    Print(Option_t *option)const;//virtual
 251           void    MakeBranch(Option_t *opt=" ");
 252           void    SetTreeAddress();//virtual
 253 // OLD staff OLD staff
 254   inline  void    AddCerenkov(Int_t track, Int_t *vol, Float_t *cerenkovs);
 255   inline  void    AddSpecialOld(Int_t *);
 256   inline  void    AddDigitOld(Int_t id, Int_t *tracks, Int_t *charges, Int_t *digits);
 257   inline  void    AddClusterOld(Int_t iChamber, const AliRICHRawCluster& cluster);
 258
 259   inline  void    CreateCerenkovsOld();
 260   inline  void    CreateSpecialsOld();
 261   inline  void    CreateDigitsOld();
 262   inline  void    CreateRawClustersOld();
 263           void    ResetDigitsOld()  {if(fDchambers)  for(int i=0;i<kNCH;i++){fDchambers->At(i)->Clear();fNdch[i]=0;}}   //virtual
 264           void    ResetSpecialsOld(){fNspecials=0; if(fSpecials) fSpecials->Clear();}
 265           void    ResetRawClusters(){if(fRawClusters)for(int i=0;i<kNCH;i++){fRawClusters->At(i)->Clear();fNrawch[i]=0;}}
 266
 267   TClonesArray*   DigitsOld(Int_t iC)   const{if(fDchambers) return (TClonesArray *)fDchambers->At(iC-1);else return 0;}
 268   TClonesArray*   ClustersOld(Int_t iC) const{if(fRawClusters)return (TClonesArray *)fRawClusters->At(iC-1);else return 0;}
 269   TClonesArray*   Specials()            const{return fSpecials;}
 270   TClonesArray*   Cerenkovs()           const{return fCerenkovs;}
 271
 272
 273
 274   AliRICHChamber& Chamber(Int_t id)      {return *((AliRICHChamber *) (*fChambers)[id]);}
 275   TObjArray     *Dchambers()                const{return fDchambers;}
 276   Int_t         *Ndch()                          {return fNdch;}
 277   TClonesArray  *DigitsAddress(Int_t id)    const{return ((TClonesArray *) (*fDchambers)[id]);}
 278   TClonesArray  *RawClustAddress(Int_t id)  const{return ((TClonesArray *) (*fRawClusters)[id]);}
 279 //          Int_t DistancetoPrimitive(Int_t /*px*/, Int_t /*py*/)      {return 9999;}
 280
 281 protected:
 282   AliRICHParam         *fpParam;             //main RICH parametrization
 283   TObjArray            *fChambers;           //list of RICH chambers
 284                 //fHits and fDigits belong to AliDetector
 285   TClonesArray         *fSdigits;            //! List of sdigits
 286   Int_t                 fNsdigits;           //Current number of sdigits
 287   TObjArray            *fDigitsNew;          //! Each chamber holds it's one lists of digits
 288   Int_t                 fNdigitsNew[kNCH];   //Array of current numbers of digits
 289   TObjArray            *fClusters;           //! Each chamber holds it's one lists of clusters
 290   Int_t                 fNclusters[kNCH];    //Array of current numbers of raw clusters
 291
 292   TClonesArray         *fCerenkovs;          //! ??? List of cerenkovs
 293   Int_t                 fNcerenkovs;         //??? Current number of cerenkovs
 294   TClonesArray         *fSpecials;           //! ??? List of specials
 295   Int_t                 fNspecials;          //??? Current number of specials
 296   TObjArray            *fDchambers;          //! Array of lists of digits
 297   Int_t                 fNdch[kNCH];         //Array of current numbers of digits
 298   TObjArray            *fRawClusters;        //! Array of lists of raw clusters
 299   Int_t                 fNrawch[kNCH];       //Array of current numbers of raw clusters
 300   Int_t fCkovNumber;                         // Number of Cerenkov photons
 301   Int_t fFreonProd;                          // Cerenkovs produced in freon
 302   Int_t fFeedbacks;                          // Number of feedback photons
 303
 304   ClassDef(AliRICH,3)                        //Main RICH class
 305 };//class AliRICH
 306 //__________________________________________________________________________________________________
 307 void AliRICH::AddHit(Int_t track, Int_t *vol, Float_t *hits)
 308 {//Adds the current hit to the RICH hits list
 309   TClonesArray &tmp=*fHits;
 310   new(tmp[fNhits++])AliRICHhit(fIshunt,track,vol,hits);
 311 }
 312 //__________________________________________________________________________________________________
 313 void AliRICH::AddSdigit(Int_t iC,Int_t iX,Int_t iY,Int_t iAdc,Int_t iT0,Int_t iT1,Int_t iT2)
 314 {//Adds the current Sdigit to the RICH list of Sdigits
 315   TClonesArray &tmp=*fSdigits;
 316   new(tmp[fNsdigits++])AliRICHdigit(iC,iX,iY,iAdc,iT0,iT1,iT2);
 317 }
 318 //__________________________________________________________________________________________________
 319 void AliRICH::AddDigit(Int_t iC,Int_t iX,Int_t iY,Int_t iAdc,Int_t iT0,Int_t iT1,Int_t iT2)
 320 {//Adds the current digit to the corresponding RICH list of digits (individual list per chamber)
 321   TClonesArray &tmp=*((TClonesArray*)fDigitsNew->At(iC-1));
 322   new(tmp[fNdigitsNew[iC-1]++]) AliRICHdigit(iC,iX,iY,iAdc,iT0,iT1,iT2);
 323 }
 324 //__________________________________________________________________________________________________
 325 void AliRICH::CreateHits()
 326 {
 327   if(fHits) return;
 328   if(GetDebug())Info("CreateHits","creating hits container.");
 329   fHits=new TClonesArray("AliRICHhit",10000);   fNhits=0;
 330 }
 331 //__________________________________________________________________________________________________
 332 void AliRICH::CreateSdigits()
 333 {
 334   if(fSdigits) return;
 335   if(GetDebug())Info("CreateSdigits","creating sdigits container.");
 336   fSdigits=new TClonesArray("AliRICHdigit",10000); fNsdigits=0;
 337 }
 338 //__________________________________________________________________________________________________
 339 void AliRICH::CreateDigits()
 340 {
 341   if(fDigitsNew) return;
 342   if(GetDebug())Info("CreateDigits","creating digits containers.");
 343   fDigitsNew = new TObjArray(kNCH);
 344   for(Int_t i=0;i<kNCH;i++) {fDigitsNew->AddAt(new TClonesArray("AliRICHdigit",10000), i); fNdigitsNew[i]=0;}
 345 }
 346 //__________________________________________________________________________________________________
 347 void AliRICH::CreateClusters()
 348 {
 349   if(fClusters) return;
 350   if(GetDebug())Info("CreateClusters","creating clusters containers.");
 351   fClusters = new TObjArray(kNCH);
 352   for(Int_t i=0;i<kNCH;i++) {fClusters->AddAt(new TClonesArray("AliRICHcluster",10000), i); fNclusters[i]=0;}
 353 }
 354
 355
 356
 357 //__________________________________________________________________________________________________
 358 void AliRICH::CreateCerenkovsOld()
 359 {
 360   if(fCerenkovs) return;
 361   if(GetDebug())Info("CreateCerenkovs","creating cerenkovs container.");
 362   fCerenkovs=new TClonesArray("AliRICHCerenkov",10000);   fNcerenkovs=0;
 363 }
 364 //__________________________________________________________________________________________________
 365 void AliRICH::CreateSpecialsOld()
 366 {
 367   if(fSpecials) return;
 368   if(GetDebug())Info("CreateSpecialsOld","creating SDigits special container.");
 369   fSpecials=new TClonesArray("AliRICHSDigit",100000); fNspecials=0;
 370 }
 371 //__________________________________________________________________________________________________
 372 void AliRICH::CreateDigitsOld()
 373 {
 374   if(fDchambers) return;
 375   if(GetDebug())Info("CreateDigitsOld","creating digits containers.");
 376   fDchambers = new TObjArray(kNCH);
 377   for(Int_t i=0;i<kNCH;i++) fDchambers->AddAt(new TClonesArray("AliRICHDigit",10000), i);
 378 }
 379 //__________________________________________________________________________________________________
 380 void AliRICH::CreateRawClustersOld()
 381 {
 382   if(fRawClusters) return;
 383   if(GetDebug())Info("CreateClustersOld","creating clusters containers.");
 384   fRawClusters = new TObjArray(kNCH);
 385   for(Int_t i=0; i<kNCH ;i++) fRawClusters->AddAt(new TClonesArray("AliRICHRawCluster",10000), i);
 386 }
 387 //__________________________________________________________________________________________________
 388 void AliRICH::AddCerenkov(Int_t track, Int_t *vol, Float_t *cerenkovs)
 389 {//Adds the current RICH cerenkov hit to the Cerenkovs list
 390   TClonesArray &tmp=*fCerenkovs;
 391   new(tmp[fNcerenkovs++]) AliRICHCerenkov(fIshunt,track,vol,cerenkovs);
 392 }
 393 //__________________________________________________________________________________________________
 394 void AliRICH::AddSpecialOld(Int_t *aiSDigit)
 395 {// Adds the current Sdigit to the RICH list of Specials
 396   TClonesArray &lSDigits = *fSpecials;
 397   new(lSDigits[fNspecials++]) AliRICHSDigit(aiSDigit);
 398 }
 399 //__________________________________________________________________________________________________
 400 void AliRICH::AddDigitOld(Int_t iChamber, Int_t *tracks, Int_t *charges, Int_t *digits)
 401 {// Adds the current digit to the RICH list of S digits
 402    TClonesArray &ldigits = *((TClonesArray*)fDchambers->At(iChamber-1));
 403    new(ldigits[fNdch[iChamber-1]++]) AliRICHDigit(tracks,charges,digits);
 404 }
 405 //__________________________________________________________________________________________________
 406 void AliRICH::AddClusterOld(Int_t iChamber, const AliRICHRawCluster& c)
 407 {// Add a RICH raw cluster to the list
 408   TClonesArray &tmp= *((TClonesArray*)fRawClusters->At(iChamber-1));
 409   new(tmp[fNrawch[iChamber-1]++]) AliRICHRawCluster(c);
 410 }
 411 //__________________________________________________________________________________________________
 412 #endif//#ifndef AliRICH_h