RICH/AliRICHPatRec.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17   $Log$
  18   Revision 1.11  2001/03/14 18:21:24  jbarbosa
  19   Corrected bug in digits loading.
  20
  21   Revision 1.10  2001/02/27 15:21:06  jbarbosa
  22   Transition to SDigits.
  23
  24   Revision 1.9  2001/02/13 20:38:48  jbarbosa
  25   Changes to make it work with new IO.
  26
  27   Revision 1.8  2000/11/01 15:37:18  jbarbosa
  28   Updated to use its own rec. point object.
  29
  30   Revision 1.7  2000/10/03 21:44:09  morsch
  31   Use AliSegmentation and AliHit abstract base classes.
  32
  33   Revision 1.6  2000/10/02 21:28:12  fca
  34   Removal of useless dependecies via forward declarations
  35
  36   Revision 1.5  2000/10/02 15:50:25  jbarbosa
  37   Fixed forward declarations.
  38
  39   Revision 1.4  2000/06/30 16:33:43  dibari
  40   Several changes (ring drawing, fiducial selection, etc.)
  41
  42   Revision 1.3  2000/06/15 15:47:12  jbarbosa
  43   Corrected compilation errors on HP-UX (replaced pow with TMath::Power)
  44
  45   Revision 1.2  2000/06/12 15:26:09  jbarbosa
  46   Cleaned up version.
  47
  48   Revision 1.1  2000/06/09 14:53:01  jbarbosa
  49   Bari's pattern recognition algorithm
  50
  51 */
  52
  53 #include "AliRICHHit.h"
  54 #include "AliRICHCerenkov.h"
  55 #include "AliRICHSDigit.h"
  56 #include "AliRICHDigit.h"
  57 #include "AliRICHRawCluster.h"
  58 #include "AliRICHRecHit1D.h"
  59 #include "AliRun.h"
  60 #include "AliDetector.h"
  61 #include "AliRICH.h"
  62 #include "AliRICHPoints.h"
  63 #include "AliSegmentation.h"
  64 #include "AliRICHPatRec.h"
  65 #include "AliRICH.h"
  66 #include "AliRICHConst.h"
  67 #include "AliRICHPoints.h"
  68 #include "AliConst.h"
  69 #include "AliHitMap.h"
  70
  71 #include <TParticle.h>
  72 #include <TMath.h>
  73 #include <TRandom.h>
  74 #include <TCanvas.h>
  75 #include <TH2.h>
  76 #include <TTree.h>
  77
  78
  79 ClassImp(AliRICHPatRec)
  80 //___________________________________________
  81 AliRICHPatRec::AliRICHPatRec() : TObject()
  82 {
  83   // Default constructor
  84
  85     //fChambers = 0;
  86 }
  87 //___________________________________________
  88 AliRICHPatRec::AliRICHPatRec(const char *name, const char *title)
  89     : TObject()
  90 {
  91     //Constructor for Bari's pattern recogniton method object
  92 }
  93
  94 void AliRICHPatRec::PatRec()
  95 {
  96
  97 // Pattern recognition algorithm
  98
  99   AliRICHChamber*       iChamber;
 100   AliSegmentation*  segmentation;
 101
 102   Int_t ntracks, ndigits[kNCH];
 103   Int_t itr, ich, i;
 104   Int_t goodPhotons;
 105   Int_t x,y,q;
 106   Float_t rx,ry,rz;
 107   Int_t nent,status;
 108   Int_t padsUsedX[100];
 109   Int_t padsUsedY[100];
 110
 111   Float_t rechit[7];
 112
 113   //printf("PatRec started\n");
 114
 115   AliRICH *pRICH  = (AliRICH*)gAlice->GetDetector("RICH");
 116   TTree *treeH = gAlice->TreeH();
 117
 118   ntracks =(Int_t) treeH->GetEntries();
 119   //  ntracks = 1;
 120   for (itr=0; itr<ntracks; itr++) {
 121
 122     status = TrackParam(itr,ich,0,0);
 123     if(status==1) continue;
 124     //printf(" theta %f phi %f track \n",fTrackTheta,fTrackPhi);
 125     //    ring->Fill(fTrackLoc[0],fTrackLoc[1],100.);
 126
 127     iChamber = &(pRICH->Chamber(ich));
 128     segmentation=iChamber->GetSegmentationModel();
 129
 130     nent=(Int_t)gAlice->TreeD()->GetEntries();
 131     gAlice->TreeD()->GetEvent(0);
 132     TClonesArray *pDigitss = pRICH->DigitsAddress(ich);
 133     ndigits[ich] = pDigitss->GetEntriesFast();
 134     printf("Digits in chamber %d: %d\n",ich,ndigits[ich]);
 135     AliRICHDigit *padI = 0;
 136
 137     goodPhotons = 0;
 138
 139     for (Int_t dig=0;dig<ndigits[ich];dig++) {
 140       padI=(AliRICHDigit*) pDigitss->UncheckedAt(dig);
 141       x=padI->fPadX;
 142       y=padI->fPadY;
 143       q=padI->fSignal;
 144       segmentation->GetPadC(x,y,rx,ry,rz);
 145
 146       //printf("Pad coordinates x:%d, Real coordinates x:%f\n",x,rx);
 147       //printf("Pad coordinates y:%d, Real coordinates y:%f\n",y,ry);
 148
 149       fXpad = rx-fXshift;
 150       fYpad = ry-fYshift;
 151       fQpad = q;
 152
 153       fCerenkovAnglePad = PhotonCerenkovAngle();
 154       if(fCerenkovAnglePad==-999) continue;
 155
 156       if(!PhotonInBand()) continue;
 157
 158       Int_t xpad;
 159       Int_t ypad;
 160
 161       segmentation->GetPadI(fXpad,fYpad,0,xpad,ypad);
 162
 163       padsUsedX[goodPhotons]=xpad;
 164       padsUsedY[goodPhotons]=ypad;
 165
 166       goodPhotons++;
 167       fEtaPhotons[goodPhotons-1] = fCerenkovAnglePad;
 168     }
 169     fNumEtaPhotons = goodPhotons;
 170
 171     BackgroundEstimation();
 172
 173     HoughResponse();
 174     //CerenkovRingDrawing();
 175
 176     rechit[0] = 0;
 177     rechit[1]   = 0;
 178     rechit[2] = fThetaCerenkov;
 179     rechit[3] = fXshift + fTrackLoc[0];
 180     rechit[4] = fYshift + fTrackLoc[1];
 181     rechit[5] = fEmissPoint;
 182     rechit[6] = goodPhotons;
 183
 184     //printf("Center coordinates:%f %f\n",rechit[3],rechit[4]);
 185
 186     pRICH->AddRecHit1D(ich,rechit,fEtaPhotons,padsUsedX,padsUsedY);
 187
 188   }
 189
 190   gAlice->TreeR()->Fill();
 191   TClonesArray *fRec;
 192   for (i=0;i<kNCH;i++) {
 193     fRec=pRICH->RecHitsAddress1D(i);
 194     int ndig=fRec->GetEntriesFast();
 195     printf ("Chamber %d, rings %d\n",i,ndig);
 196   }
 197   pRICH->ResetRecHits1D();
 198
 199 }
 200
 201
 202 Int_t AliRICHPatRec::TrackParam(Int_t itr, Int_t &ich, Float_t rectheta, Float_t recphi)
 203 {
 204   // Get Local coordinates of track impact
 205
 206   AliRICHChamber*       iChamber;
 207   AliSegmentation*      segmentation;
 208
 209   Float_t trackglob[3];
 210   Float_t trackloc[3];
 211   Float_t thetatr;
 212   Float_t phitr;
 213   Float_t iloss;
 214   Float_t part;
 215   Float_t pX, pY, pZ;
 216
 217   //printf("Calling TrackParam\n");
 218
 219     gAlice->ResetHits();
 220     TTree *treeH = gAlice->TreeH();
 221     treeH->GetEvent(itr);
 222
 223     AliRICH *pRICH  = (AliRICH*)gAlice->GetDetector("RICH");
 224     AliRICHHit* mHit=(AliRICHHit*)pRICH->FirstHit(-1);
 225     if(mHit==0) return 1;
 226     ich = mHit->fChamber-1;
 227     trackglob[0] = mHit->X();
 228     trackglob[1] = mHit->Y();
 229     trackglob[2] = mHit->Z();
 230     pX = mHit->fMomX;
 231     pY = mHit->fMomY;
 232     pZ = mHit->fMomZ;
 233     fTrackMom = sqrt(TMath::Power(pX,2)+TMath::Power(pY,2)+TMath::Power(pZ,2));
 234     if(recphi!=0 || rectheta!=0)
 235       {
 236         thetatr = rectheta;
 237         phitr = recphi;
 238       }
 239     else
 240       {
 241         thetatr = mHit->fTheta*TMath::Pi()/180;
 242         phitr = mHit->fPhi*TMath::Pi()/180;
 243       }
 244     iloss = mHit->fLoss;
 245     part  = mHit->fParticle;
 246
 247     iChamber = &(pRICH->Chamber(ich));
 248     iChamber->GlobaltoLocal(trackglob,trackloc);
 249
 250     segmentation=iChamber->GetSegmentationModel();
 251
 252     // retrieve geometrical params
 253
 254     AliRICHGeometry* fGeometry=iChamber->GetGeometryModel();
 255
 256     fRw   = fGeometry->GetFreonThickness();
 257     fQw   = fGeometry->GetQuartzThickness();
 258     fTgap = fGeometry->GetGapThickness();
 259     Float_t radiatorToPads= fGeometry->GetRadiatorToPads();
 260       //+ fGeometry->GetProximityGapThickness();
 261
 262     //printf("Distance to pads. From geometry:%f, From calculations:%f\n",radiatorToPads,fRw + fQw + fTgap);
 263
 264     //Float_t apar = (fRw + fQw + fTgap)*tan(thetatr);
 265     Float_t apar = radiatorToPads*tan(thetatr);
 266     fTrackLoc[0] = apar*cos(phitr);
 267     fTrackLoc[1] = apar*sin(phitr);
 268     //fTrackLoc[2] = fRw + fQw + fTgap;
 269     fTrackLoc[2] = radiatorToPads;
 270     fTrackTheta  = thetatr;
 271     fTrackPhi    = phitr;
 272
 273     fXshift = trackloc[0] - fTrackLoc[0];
 274     fYshift = trackloc[2] - fTrackLoc[1];
 275
 276     return 0;
 277 }
 278
 279 Float_t AliRICHPatRec::EstimationAtLimits(Float_t lim, Float_t radius,
 280                                                  Float_t phiphot)
 281 {
 282
 283 // Estimation of emission point
 284
 285   Float_t nquartz = 1.585;
 286   Float_t ngas    = 1.;
 287   Float_t nfreon  = 1.295;
 288   Float_t value;
 289
 290   //  printf("Calling EstimationLimits\n");
 291
 292   Float_t apar = (fRw -fEmissPoint + fQw + fTgap)*tan(fTrackTheta);
 293   Float_t b1 = (fRw-fEmissPoint)*tan(lim);
 294   Float_t b2 = fQw / sqrt(TMath::Power(nquartz,2)-TMath::Power(nfreon*sin(lim),2));
 295   Float_t b3 = fTgap / sqrt(TMath::Power(ngas,2)-TMath::Power(nfreon*sin(lim),2));
 296   Float_t bpar = b1 + nfreon*sin(lim)*(b2+b3);
 297   value = TMath::Power(radius,2)
 298     -TMath::Power((apar*cos(fTrackPhi)-bpar*cos(phiphot)),2)
 299     -TMath::Power((apar*sin(fTrackPhi)-bpar*sin(phiphot)),2);
 300   return value;
 301 }
 302
 303
 304 Float_t AliRICHPatRec::PhotonCerenkovAngle()
 305 {
 306   // Cherenkov pad angle reconstruction
 307
 308   Float_t radius;
 309   Float_t cherMin = 0;
 310   Float_t cherMax = 0.8;
 311   Float_t phiphot;
 312   Float_t eps = 0.0001;
 313   Int_t   niterEmiss = 0;
 314   Int_t   niterEmissMax = 0;
 315   Float_t x1,x2,x3=0,p1,p2,p3;
 316   Float_t argY,argX;
 317   Int_t niterFun;
 318
 319   //  printf("Calling PhotonCerenkovAngle\n");
 320
 321   radius = sqrt(TMath::Power(fTrackLoc[0]-fXpad,2)+TMath::Power(fTrackLoc[1]-fYpad,2));
 322   fEmissPoint = fRw/2.;  //Start value of EmissionPoint
 323
 324   while(niterEmiss<=niterEmissMax) {
 325
 326     niterFun = 0;
 327     argY = fYpad - fEmissPoint*tan(fTrackTheta)*sin(fTrackPhi);
 328     argX = fXpad - fEmissPoint*tan(fTrackTheta)*cos(fTrackPhi);
 329     phiphot = atan2(argY,argX);
 330     p1 = EstimationAtLimits(cherMin,radius,phiphot);
 331     p2 = EstimationAtLimits(cherMax,radius,phiphot);
 332     if(p1*p2>0)
 333       {
 334         //        printf("PhotonCerenkovAngle failed\n");
 335         return -999;
 336       }
 337
 338     //start to find the Cherenkov pad angle
 339     x1 = cherMin;
 340     x2 = cherMax;
 341     x3 = (x1+x2)/2.;
 342     p3 = EstimationAtLimits(x3,radius,phiphot);
 343     while(TMath::Abs(p3)>eps){
 344       if(p1*p3<0) x2 = x3;
 345       if(p1*p3>0) {
 346         x1 = x3;
 347         p1 = EstimationAtLimits(x1,radius,phiphot);
 348       }
 349       x3 = (x1+x2)/2.;
 350       p3 = EstimationAtLimits(x3,radius,phiphot);
 351       niterFun++;
 352
 353       if(niterFun>=1000) {
 354         //      printf(" max iterations in PhotonCerenkovAngle\n");
 355         return x3;
 356       }
 357     }
 358     //    printf("niterFun %i \n",niterFun);
 359     niterEmiss++;
 360     if (niterEmiss != niterEmissMax+1) EmissionPoint();
 361   }
 362   /*
 363    printf(" phiphot %f fXpad %f fYpad %f fEmiss %f \n",
 364                          phiphot,fXpad,fYpad,fEmissPoint);
 365   */
 366
 367   return x3;
 368
 369 }
 370
 371
 372 void AliRICHPatRec::EmissionPoint()
 373 {
 374
 375 // Find emission point
 376
 377   Float_t absorbtionLength=7.83*fRw; //absorption length in the freon (cm)
 378   // 7.83 = -1/ln(T0) where
 379   // T0->Trasmission freon at 180nm = 0.88 (Eph=6.85eV)
 380   Float_t photonLength, photonLengthMin, photonLengthMax;
 381
 382   photonLength=exp(-fRw/(absorbtionLength*cos(fCerenkovAnglePad)));
 383   photonLengthMin=fRw*photonLength/(1.-photonLength);
 384   photonLengthMax=absorbtionLength*cos(fCerenkovAnglePad);
 385   fEmissPoint = fRw + photonLengthMin - photonLengthMax;
 386
 387 }
 388
 389 void AliRICHPatRec::PhotonSelection(Int_t track, Int_t &nphot, Float_t &thetamean)
 390 {
 391
 392 // not implemented yet
 393
 394   printf("Calling PhotonSelection\n");
 395 }
 396
 397 void AliRICHPatRec::BackgroundEstimation()
 398 {
 399
 400 // estimate background noise
 401
 402   Float_t stepEta   = 0.001;
 403   Float_t etaMinBkg = 0.72;
 404   Float_t etaMaxBkg = 0.75;
 405   Float_t etaMin    = 0.;
 406   Float_t etaMax    = 0.75;
 407   Float_t ngas      = 1.;
 408   Float_t nfreon    = 1.295;
 409
 410   Float_t etaStepMin,etaStepMax,etaStepAvg;
 411   Int_t i,ip,nstep;
 412   Int_t numPhotBkg, numPhotonStep;
 413   Float_t funBkg,areaBkg,normBkg;
 414   Float_t densityBkg,storeBkg,numStore;
 415   Float_t thetaSig;
 416
 417   numPhotBkg = 0;
 418   areaBkg = 0.;
 419
 420   nstep = (int)((etaMaxBkg-etaMinBkg)/stepEta);
 421
 422   for (i=0;i<fNumEtaPhotons;i++) {
 423
 424     if(fEtaPhotons[i]>etaMinBkg && fEtaPhotons[i]<etaMaxBkg) {
 425       numPhotBkg++;
 426     }
 427   }
 428   if (numPhotBkg == 0) {
 429      for (i=0;i<fNumEtaPhotons;i++) {
 430         fWeightPhotons[i] = 1.;
 431      }
 432     return;
 433   }
 434
 435   //  printf(" numPhotBkg %i ",numPhotBkg);
 436
 437   for (i=0;i<nstep;i++) {
 438     etaStepMin = etaMinBkg + (Float_t)(i)*stepEta;
 439     etaStepMax = etaMinBkg + (Float_t)(i+1)*stepEta;
 440     etaStepAvg = 0.5*(etaStepMax + etaStepMin);
 441     /*
 442     funBkg = tan(etaStepAvg)*TMath::Power((1.+TMath::Power(tan(etaStepAvg),2)),
 443                                   5.52)-7.803 + 22.02*tan(etaStepAvg);
 444     */
 445
 446     //printf("etaStepAvg: %f, etaStepMax: %f, etaStepMin: %f", etaStepAvg,etaStepMax,etaStepMin);
 447
 448     thetaSig = TMath::ASin(nfreon/ngas*TMath::Sin(etaStepAvg));
 449     funBkg = tan(thetaSig)*(1.+TMath::Power(tan(thetaSig),2))*nfreon
 450        /ngas*cos(etaStepAvg)/cos(thetaSig);
 451     areaBkg += stepEta*funBkg;
 452   }
 453
 454   densityBkg = 0.95*(Float_t)(numPhotBkg)/areaBkg;
 455   //  printf(" densityBkg %f \n",densityBkg);
 456
 457   nstep = (int)((etaMax-etaMin)/stepEta);
 458   storeBkg = 0.;
 459   numStore = 0;
 460   for (i=0;i<nstep;i++) {
 461     etaStepMin = etaMinBkg + (Float_t)(i)*stepEta;
 462     etaStepMax = etaMinBkg + (Float_t)(i+1)*stepEta;
 463     etaStepAvg = 0.5*(etaStepMax + etaStepMin);
 464     /*
 465     funBkg = tan(etaStepAvg)*TMath::Power((1.+TMath::Power(tan(etaStepAvg),2)),
 466                                   5.52)-7.803 + 22.02*tan(etaStepAvg);
 467     */
 468
 469     thetaSig = asin(nfreon/ngas*sin(etaStepAvg));
 470     funBkg = tan(thetaSig)*(1.+TMath::Power(tan(thetaSig),2))*nfreon
 471        /ngas*cos(etaStepAvg)/cos(thetaSig);
 472
 473     areaBkg = stepEta*funBkg;
 474     normBkg = densityBkg*areaBkg;
 475     numPhotonStep = 0;
 476     for (ip=0;ip<fNumEtaPhotons;ip++) {
 477       if(fEtaPhotons[ip]>etaStepMin && fEtaPhotons[ip]<etaStepMax) {
 478         numPhotonStep++;
 479       }
 480     }
 481     if (numPhotonStep == 0) {
 482       storeBkg += normBkg;
 483       numStore++;
 484       if (numStore>50) {
 485         numStore = 0;
 486         storeBkg = 0.;
 487       }
 488     }
 489     if (numPhotonStep == 0) continue;
 490     for (ip=0;ip<fNumEtaPhotons;ip++) {
 491       if(fEtaPhotons[ip]>etaStepMin && fEtaPhotons[ip]<etaStepMax) {
 492         normBkg +=storeBkg;
 493         storeBkg = 0;
 494         numStore = 0;
 495         fWeightPhotons[ip] = 1. - normBkg/(Float_t)(numPhotonStep);
 496         /*
 497         printf(" normBkg %f numPhotonStep %i fW %f \n",
 498                normBkg, numPhotonStep, fWeightPhotons[ip]);
 499         */
 500         if(fWeightPhotons[ip]<0) fWeightPhotons[ip] = 0.;
 501       }
 502     }
 503   }
 504 }
 505
 506
 507 void AliRICHPatRec::FlagPhotons(Int_t track, Float_t theta)
 508 {
 509
 510 // not implemented yet
 511
 512   printf("Calling FlagPhotons\n");
 513 }
 514
 515
 516 //////////////////////////////////////////
 517
 518
 519
 520
 521
 522 Int_t AliRICHPatRec::PhotonInBand()
 523 {
 524   //0=label for parameters giving internal band ellipse
 525   //1=label for parameters giving external band ellipse
 526
 527   Float_t imp[2], mass[2], energy[2], beta[2];
 528   Float_t emissPointLength[2];
 529   Float_t e1, e2, f1, f2;
 530   Float_t nfreon[2], nquartz[2];
 531   Int_t times;
 532   Float_t pointsOnCathode[3];
 533
 534   Float_t phpad, thetacer[2];
 535   Float_t bandradius[2], padradius;
 536
 537   imp[0] = 5.0; //threshold momentum for the proton Cherenkov emission
 538   imp[1] = 1.2;
 539
 540   mass[0] = 0.938; //proton mass
 541   mass[1] = 0.139; //pion mass
 542
 543   emissPointLength[0] = fRw-0.0001; //at the beginning of the radiator
 544   emissPointLength[1] = 0.;//at the end of radiator
 545
 546   //parameters to calculate freon window refractive index vs. energy
 547   Float_t a = 1.177;
 548   Float_t b = 0.0172;
 549
 550   //parameters to calculate quartz window refractive index vs. energy
 551   /*
 552   Energ[0]  = 5.6;
 553   Energ[1]  = 7.7;
 554   */
 555   energy[0]  = 5.0;
 556   energy[1]  = 8.0;
 557   e1 = 10.666;
 558   e2  = 18.125;
 559   f1  = 46.411;
 560   f2  = 228.71;
 561
 562   phpad = PhiPad(fTrackTheta,fTrackPhi);
 563
 564   for (times=0; times<=1; times++) {
 565
 566     nfreon[times]   = a+b*energy[times];
 567     //nfreon[times]   = 1;
 568
 569     nquartz[times] = sqrt(1+(f1/(TMath::Power(e1,2)-TMath::Power(energy[times],2)))+
 570                           (f2/(TMath::Power(e2,2)-TMath::Power(energy[times],2))));
 571
 572     beta[times]  = imp[times]/sqrt(TMath::Power(imp[times],2)+TMath::Power(mass[times],2));
 573
 574     thetacer[times] =  CherenkovAngle( nfreon[times], beta[times]);
 575
 576     bandradius[times] = DistanceFromMip( nfreon[times], nquartz[times],
 577                                 emissPointLength[times],
 578                                       thetacer[times], phpad, pointsOnCathode,fTrackTheta,fTrackPhi);
 579     //printf(" ppp %f %f %f \n",pointsOnCathode);
 580 }
 581
 582   bandradius[0] -= 1.6;
 583   bandradius[1] += 1.6;
 584   padradius = sqrt(TMath::Power(fXpad,2)+TMath::Power(fYpad,2));
 585   //  printf(" rmin %f r %f rmax %f \n",bandradius[0],padradius,bandradius[1]);
 586
 587   if(padradius>=bandradius[0] && padradius<=bandradius[1]) return 1;
 588   return 0;
 589 }
 590
 591 Float_t AliRICHPatRec::DistanceFromMip(Float_t nfreon, Float_t nquartz,
 592                        Float_t emissPointLength, Float_t thetacer,
 593                        Float_t phpad, Float_t pointsOnCathode[3], Float_t rectheta, Float_t recphi)
 594 {
 595
 596 // Find the distance to MIP impact
 597
 598   Float_t distanceValue;
 599
 600   TVector3 radExitPhot(1,1,1);//photon impact at the radiator exit with respect
 601   //to local reference sistem with the origin in the MIP entrance
 602
 603   TVector3 vectEmissPointLength(1,1,1);
 604   Float_t magEmissPointLenght;
 605
 606   TVector3 radExitPhot2(1,1,1);//photon impact at the radiator exit with respect
 607   Float_t magRadExitPhot2;
 608   //to a reference sistem with origin in the photon emission point and
 609   //axes parallel to the MIP reference sistem
 610
 611   TVector3 quarExitPhot(1,1,1);//photon impact at the quartz exit with respect
 612   Float_t magQuarExitPhot;
 613   //
 614   TVector3 gapExitPhot(1,1,1) ;
 615   Float_t magGapExitPhot;
 616   //
 617   TVector3 PhotocatExitPhot(1,1,1);
 618   Double_t theta2;
 619   Double_t thetarad , phirad ;
 620   Double_t thetaquar, phiquar;
 621   Double_t thetagap , phigap ;
 622
 623   Float_t ngas    = 1.;
 624
 625   magEmissPointLenght =  emissPointLength/cos(rectheta);
 626
 627   vectEmissPointLength.SetMag(magEmissPointLenght);
 628   vectEmissPointLength.SetTheta(rectheta);
 629   vectEmissPointLength.SetPhi(recphi);
 630
 631
 632   radExitPhot2.SetTheta(thetacer);
 633   radExitPhot2.SetPhi(phpad);
 634
 635
 636   TRotation r1;
 637   TRotation r2;
 638   TRotation r;
 639
 640   r1. RotateY(rectheta);
 641   r2. RotateZ(recphi);
 642
 643
 644
 645   r = r2 * r1;//rotation about the y axis by MIP theta incidence angle
 646   //following by a rotation about the z axis by MIP phi incidence angle;
 647
 648
 649   radExitPhot2    = r * radExitPhot2;
 650   theta2          = radExitPhot2.Theta();
 651   magRadExitPhot2 = (fRw -  vectEmissPointLength(2))/cos(theta2);
 652   radExitPhot2.SetMag(magRadExitPhot2);
 653
 654
 655   radExitPhot = vectEmissPointLength + radExitPhot2;
 656   thetarad    = radExitPhot.Theta();
 657   phirad  =  radExitPhot.Phi(); //check on the original file //
 658
 659   thetaquar   = SnellAngle( nfreon, nquartz, theta2);
 660   phiquar     = radExitPhot2.Phi();
 661   if(thetaquar == 999.) return thetaquar;
 662   magQuarExitPhot    = fQw/cos(thetaquar);
 663   quarExitPhot.SetMag( magQuarExitPhot);
 664   quarExitPhot.SetTheta(thetaquar);
 665   quarExitPhot.SetPhi(phiquar);
 666
 667   thetagap = SnellAngle( nquartz, ngas, thetaquar);
 668   phigap   = phiquar;
 669   if(thetagap == 999.) return thetagap;
 670   magGapExitPhot    = fTgap/cos(thetagap);
 671   gapExitPhot.SetMag( magGapExitPhot);
 672   gapExitPhot.SetTheta(thetagap);
 673   gapExitPhot.SetPhi(phigap);
 674
 675   PhotocatExitPhot =  radExitPhot + quarExitPhot + gapExitPhot;
 676
 677   distanceValue = sqrt(TMath::Power(PhotocatExitPhot(0),2)
 678                            +TMath::Power(PhotocatExitPhot(1),2));
 679   pointsOnCathode[0] = (Float_t) PhotocatExitPhot(0) + fXshift - fTrackLoc[0];
 680   pointsOnCathode[1] = (Float_t) PhotocatExitPhot(1) + fYshift - fTrackLoc[1];
 681   pointsOnCathode[2] = (Float_t) PhotocatExitPhot(2);
 682
 683   //printf(" point in Distance.2. %f %f %f \n",pointsOnCathode[0],pointsOnCathode[1],pointsOnCathode[2]);
 684
 685   return distanceValue;
 686
 687  }
 688
 689 Float_t AliRICHPatRec::PhiPad(Float_t rectheta, Float_t recphi)
 690 {
 691
 692 // ??
 693
 694   Float_t zpad;
 695   Float_t thetapad, phipad;
 696   Float_t thetarot, phirot;
 697
 698   zpad = fRw + fQw + fTgap;
 699
 700   TVector3 photonPad(fXpad, fYpad, zpad);
 701   thetapad = photonPad.Theta();
 702   phipad = photonPad.Phi();
 703
 704   TRotation r1;
 705   TRotation r2;
 706   TRotation r;
 707
 708   thetarot = - rectheta;
 709   phirot   = - recphi;
 710   r1. RotateZ(phirot);
 711   r2. RotateY(thetarot);
 712
 713   r = r2 * r1;//rotation about the z axis by MIP -phi incidence angle
 714   //following by a rotation about the y axis by MIP -theta incidence angle;
 715
 716   photonPad  = r * photonPad;
 717
 718   phipad = photonPad.Phi();
 719
 720   return phipad;
 721 }
 722
 723 Float_t AliRICHPatRec:: SnellAngle(Float_t n1, Float_t n2, Float_t theta1)
 724 {
 725
 726 // Compute the Snell angle
 727
 728   Float_t sinrefractangle;
 729   Float_t refractangle;
 730
 731   sinrefractangle = (n1/n2)*sin(theta1);
 732
 733   if(sinrefractangle>1.) {
 734      refractangle = 999.;
 735      return refractangle;
 736   }
 737
 738   refractangle = asin(sinrefractangle);
 739   return refractangle;
 740 }
 741
 742 Float_t AliRICHPatRec::CherenkovAngle(Float_t n, Float_t beta)
 743 {
 744
 745 // Compute the cerenkov angle
 746
 747   Float_t thetacer;
 748
 749   if((n*beta)<1.) {
 750     thetacer = 999.;
 751     return thetacer;
 752   }
 753
 754   thetacer = acos (1./(n*beta));
 755   return thetacer;
 756 }
 757
 758 Float_t AliRICHPatRec::BetaCerenkov(Float_t n, Float_t theta)
 759 {
 760
 761 // Find beta
 762
 763   Float_t beta;
 764
 765   beta = 1./(n*cos(theta));
 766   return beta;
 767 }
 768
 769
 770
 771
 772 void AliRICHPatRec::HoughResponse()
 773
 774 {
 775
 776 // Implement Hough response pat. rec. method
 777
 778   int           bin=0;
 779   int           bin1=0;
 780   int           bin2=0;
 781   int           i, j, k, nCorrBand;
 782   int           etaBin = 750;
 783   float         hcs[750];
 784   float         angle, thetaCerMean;
 785
 786   float         etaPeak[30];
 787   float         etaMin = 0.00;
 788   float         etaMax = 0.75;
 789   float         stepEta = 0.001;
 790   float         windowEta = 0.040;
 791
 792   int           nBin;
 793
 794   float etaPeakPos  = -1;
 795   Int_t   etaPeakCount = -1;
 796
 797   thetaCerMean   = 0.;
 798   fThetaCerenkov = 0.;
 799
 800   nBin = (int)(0.5+etaMax/(stepEta));
 801   nCorrBand = (int)(0.5+ windowEta/(2 * stepEta));
 802   memset ((void *)hcs, 0, etaBin*sizeof(int));
 803
 804   for (k=0; k< fNumEtaPhotons; k++) {
 805
 806     angle = fEtaPhotons[k];
 807
 808     if (angle>=etaMin && angle<= etaMax) {
 809       bin = (int)(0.5+angle/(stepEta));
 810       bin1= bin-nCorrBand;
 811       bin2= bin+nCorrBand;
 812       if (bin1<0)    bin1=0;
 813       if (bin2>nBin) bin2=nBin;
 814
 815       for (j=bin1; j<bin2; j++) {
 816         hcs[j] += fWeightPhotons[k];
 817       }
 818
 819       thetaCerMean += angle;
 820     }
 821   }
 822
 823  thetaCerMean /= fNumEtaPhotons;
 824
 825   HoughFiltering(hcs);
 826
 827   for (bin=0; bin <nBin; bin++) {
 828     angle = (bin+0.5) * (stepEta);
 829     if (hcs[bin] && hcs[bin] > etaPeakPos) {
 830       etaPeakCount = 0;
 831       etaPeakPos = hcs[bin];
 832       etaPeak[0]=angle;
 833     }
 834     else {
 835       if (hcs[bin] == etaPeakPos) {
 836         etaPeak[++etaPeakCount] = angle;
 837       }
 838     }
 839   }
 840
 841   for (i=0; i<etaPeakCount+1; i++) {
 842     fThetaCerenkov += etaPeak[i];
 843   }
 844   if (etaPeakCount>=0) {
 845     fThetaCerenkov /= etaPeakCount+1;
 846     fThetaPeakPos = etaPeakPos;
 847   }
 848 }
 849
 850
 851 void AliRICHPatRec::HoughFiltering(float hcs[])
 852 {
 853
 854 // hough filtering
 855
 856    float hcsFilt[750];
 857    float k[5] = {0.05, 0.25, 0.4, 0.25, 0.05};
 858    int nx, i, nxDx;
 859    int sizeHCS;
 860    int nBin;
 861
 862    int   etaBin = 750;
 863    float etaMax = 0.75;
 864    float stepEta = 0.001;
 865
 866    nBin =  (int)(1+etaMax/stepEta);
 867    sizeHCS = etaBin*sizeof(float);
 868
 869    memset ((void *)hcsFilt, 0, sizeHCS);
 870
 871    for (nx = 0; nx < nBin; nx++) {
 872       for (i = 0; i < 5; i++)   {
 873         nxDx = nx + (i-2);
 874         if (nxDx> -1 && nxDx<nBin)
 875              hcsFilt[nx] +=  hcs[nxDx] * k[i];
 876       }
 877    }
 878
 879    for (nx = 0; nx < nBin; nx++) {
 880      hcs[nx] = hcsFilt[nx];
 881    }
 882 }
 883
 884 /*void AliRICHPatRec::CerenkovRingDrawing()
 885 {
 886
 887 //to draw Cherenkov ring by known Cherenkov angle
 888
 889     Int_t nmaxdegrees;
 890     Int_t Nphpad;
 891     Float_t phpad;
 892     Float_t nfreonave, nquartzave;
 893     Float_t aveEnerg;
 894     Float_t energy[2];
 895     Float_t e1, e2, f1, f2;
 896     Float_t bandradius;
 897
 898 //parameters to calculate freon window refractive index vs. energy
 899
 900     Float_t a = 1.177;
 901     Float_t b = 0.0172;
 902
 903 //parameters to calculate quartz window refractive index vs. energy
 904
 905     energy[0]  = 5.0;
 906     energy[1]  = 8.0;
 907     e1  = 10.666;
 908     e2  = 18.125;
 909     f1  = 46.411;
 910     f2  = 228.71;
 911
 912
 913    nmaxdegrees = 36;
 914
 915    for (Nphpad=0; Nphpad<nmaxdegrees;Nphpad++) {
 916
 917        phpad = (360./(Float_t)nmaxdegrees)*(Float_t)Nphpad;
 918
 919        aveEnerg =  (energy[0]+energy[1])/2.;
 920
 921        nfreonave  = a+b*aveEnerg;
 922        nquartzave = sqrt(1+(f1/(TMath::Power(e1,2)-TMath::Power(aveEnerg,2)))+
 923                          (f2/(TMath::Power(e2,2)-TMath::Power(aveEnerg,2))));
 924
 925        bandradius = DistanceFromMip(nfreonave, nquartzave,
 926                                    fEmissPoint,fThetaCerenkov, phpad);
 927
 928        fCoordEllipse[0][Nphpad] = fOnCathode[0];
 929        fCoordEllipse[1][Nphpad] = fOnCathode[1];
 930        printf(" values %f %f \n",fOnCathode[0],fOnCathode[1]);
 931
 932    }
 933
 934 }*/
 935
 936