TOF/AliTOFSDigitizer.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 /* $Id$ */
  17
  18 //_________________________________________________________________________
  19 // This is a TTask that constructs SDigits out of Hits
  20 // A Summable Digits is the "sum" of all hits in a pad
  21 // Detector response has been simulated via the method
  22 // SimulateDetectorResponse
  23 //
  24 //-- Authors: F. Pierella, A. De Caro
  25 // Use case: see AliTOFhits2sdigits.C macro in the CVS
  26 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  27
  28 #include <Riostream.h>
  29 #include <stdlib.h>
  30
  31 #include <TBenchmark.h>
  32 #include <TF1.h>
  33 #include <TFile.h>
  34 #include <TFolder.h>
  35 #include <TH1.h>
  36 #include <TParticle.h>
  37 #include <TROOT.h>
  38 #include <TSystem.h>
  39 #include <TTask.h>
  40 #include <TTree.h>
  41
  42 #include "AliLog.h"
  43 #include "AliDetector.h"
  44 #include "AliLoader.h"
  45 #include "AliMC.h"
  46 #include "AliRun.h"
  47 #include "AliRunLoader.h"
  48
  49 #include "AliTOF.h"
  50 #include "AliTOFGeometry.h"
  51 #include "AliTOFHitMap.h"
  52 #include "AliTOFSDigit.h"
  53 #include "AliTOFSDigitizer.h"
  54 #include "AliTOFhit.h"
  55 #include "AliTOFhitT0.h"
  56
  57 ClassImp(AliTOFSDigitizer)
  58
  59 //____________________________________________________________________________
  60   AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer():TTask("TOFSDigitizer","")
  61 {
  62   // ctor
  63
  64   fRunLoader      = 0;
  65   fTOFLoader      = 0;
  66
  67   fEvent1         = 0;
  68   fEvent2         = 0;
  69   ftail           = 0;
  70   fSelectedSector = -1;
  71   fSelectedPlate  = -1;
  72
  73   fTOFGeometry = new AliTOFGeometry();
  74
  75 }
  76
  77 //____________________________________________________________________________
  78 AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer(const char* HeaderFile, Int_t evNumber1, Int_t nEvents):TTask("TOFSDigitizer","")
  79 {
  80   //ctor, reading from input file
  81   ftail    = 0;
  82   fSelectedSector=-1; // by default we sdigitize all sectors
  83   fSelectedPlate =-1; // by default we sdigitize all plates in all sectors
  84
  85   fHeadersFile = HeaderFile ; // input filename (with hits)
  86   TFile * file = (TFile*) gROOT->GetFile(fHeadersFile.Data());
  87
  88   //File was not opened yet open file and get alirun object
  89   if (file == 0) {
  90     file   = TFile::Open(fHeadersFile.Data(),"update") ;
  91     gAlice = (AliRun *) file->Get("gAlice") ;
  92   }
  93
  94   // add Task to //root/Tasks folder
  95   TString evfoldname = AliConfig::GetDefaultEventFolderName();
  96   fRunLoader = AliRunLoader::GetRunLoader(evfoldname);
  97   if (!fRunLoader)
  98     fRunLoader = AliRunLoader::Open(HeaderFile);//open session and mount on default event folder
  99   if (fRunLoader == 0x0)
 100     {
 101       AliFatal("Event is not loaded. Exiting");
 102       return;
 103     }
 104
 105   fRunLoader->CdGAFile();
 106   TDirectory *savedir=gDirectory;
 107   TFile *in=(TFile*)gFile;
 108
 109   if (!in->IsOpen()) {
 110     AliWarning("Geometry file is not open default TOF geometry will be used");
 111     fTOFGeometry = new AliTOFGeometry();
 112   }
 113   else {
 114     in->cd();
 115     fTOFGeometry = (AliTOFGeometry*)in->Get("TOFgeometry");
 116   }
 117
 118   savedir->cd();
 119
 120   if (fRunLoader->TreeE() == 0x0) fRunLoader->LoadHeader();
 121
 122   if (evNumber1>=0) fEvent1 = evNumber1;
 123   else fEvent1=0;
 124
 125   if (nEvents==0) fEvent2 = (Int_t)(fRunLoader->GetNumberOfEvents());
 126   else if (nEvents>0) fEvent2 = evNumber1+nEvents;
 127   else fEvent2 = 1;
 128
 129   if (!(fEvent2>fEvent1)) {
 130     AliError(Form("fEvent2 = %d <= fEvent1 = %d", fEvent2, fEvent1));
 131     fEvent1 = 0;
 132     fEvent2 = 1;
 133     AliError(Form("Correction: fEvent2 = %d <= fEvent1 = %d", fEvent2, fEvent1));
 134   }
 135
 136   // init parameters for sdigitization
 137   InitParameters();
 138
 139   fTOFLoader = fRunLoader->GetLoader("TOFLoader");
 140   if (fTOFLoader == 0x0)
 141     {
 142       AliFatal("Can not find TOF loader in event. Exiting.");
 143       return;
 144     }
 145   fTOFLoader->PostSDigitizer(this);
 146 }
 147
 148 //____________________________________________________________________________
 149 AliTOFSDigitizer::~AliTOFSDigitizer()
 150 {
 151   // dtor
 152   fTOFLoader->CleanSDigitizer();
 153
 154   delete fTOFGeometry;
 155
 156 }
 157
 158 //____________________________________________________________________________
 159 void AliTOFSDigitizer::InitParameters()
 160 {
 161   // set parameters for detector simulation
 162
 163   fTimeResolution = 0.080; //0.120; OLD
 164   fpadefficiency  = 0.99 ;
 165   fEdgeEffect     = 2   ;
 166   fEdgeTails      = 0   ;
 167   fHparameter     = 0.4 ;
 168   fH2parameter    = 0.15;
 169   fKparameter     = 0.5 ;
 170   fK2parameter    = 0.35;
 171   fEffCenter      = fpadefficiency;
 172   fEffBoundary    = 0.65;
 173   fEff2Boundary   = 0.90;
 174   fEff3Boundary   = 0.08;
 175   fAddTRes        = 68. ; // \sqrt{2x20^2 + 15^2 + 2x10^2 + 30^2 + 50^2} (p-p)
 176   //fAddTRes      = 48. ; // \sqrt{2x20^2 + 15^2 + 2x10^2 + 30^2 + 15^2} (Pb-Pb)
 177   // 30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 = 10400 ps^2 (very old value)
 178   fResCenter      = 35. ; //50. ; // OLD
 179   fResBoundary    = 70. ;
 180   fResSlope       = 37. ; //40. ; // OLD
 181   fTimeWalkCenter = 0.  ;
 182   fTimeWalkBoundary=0.  ;
 183   fTimeWalkSlope  = 0.  ;
 184   fTimeDelayFlag  = 1   ;
 185   fPulseHeightSlope=2.0 ;
 186   fTimeDelaySlope =0.060;
 187   // was fMinimumCharge = TMath::Exp(fPulseHeightSlope*fKparameter/2.);
 188   fMinimumCharge = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope*fHparameter);
 189   fChargeSmearing=0.0   ;
 190   fLogChargeSmearing=0.13;
 191   fTimeSmearing   =0.022;
 192   fAverageTimeFlag=0    ;
 193
 194   fAdcBin   = 0.25;    // 1 ADC bin = 0.25 pC (or 0.03 pC)
 195   fAdcMean  = 50.;     // ADC distribution mpv value for Landau (in bins)
 196                        // it corresponds to a mean value of ~100 bins
 197   fAdcRms   = 25.;     // ADC distribution rms value (in bins)
 198                        // it corresponds to distribution rms ~50 bins
 199 }
 200
 201 //__________________________________________________________________
 202 Double_t TimeWithTail(Double_t* x, Double_t* par)
 203 {
 204   // sigma - par[0], alpha - par[1], part - par[2]
 205   //  at x<part*sigma - gauss
 206   //  at x>part*sigma - TMath::Exp(-x/alpha)
 207   Float_t xx =x[0];
 208   Double_t f;
 209   if(xx<par[0]*par[2]) {
 210     f = TMath::Exp(-xx*xx/(2*par[0]*par[0]));
 211   } else {
 212     f = TMath::Exp(-(xx-par[0]*par[2])/par[1]-0.5*par[2]*par[2]);
 213   }
 214   return f;
 215 }
 216
 217 //____________________________________________________________________________
 218 void AliTOFSDigitizer::Exec(Option_t *verboseOption) {
 219   //execute TOF sdigitization
 220   if (strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all"))
 221     gBenchmark->Start("TOFSDigitizer");
 222
 223   if (fEdgeTails) ftail = new TF1("tail",TimeWithTail,-2,2,3);
 224
 225   Int_t nselectedHits=0;
 226   Int_t ntotalsdigits=0;
 227   Int_t ntotalupdates=0;
 228   Int_t nnoisesdigits=0;
 229   Int_t nsignalsdigits=0;
 230   Int_t nHitsFromPrim=0;
 231   Int_t nHitsFromSec=0;
 232   Int_t nlargeTofDiff=0;
 233
 234   Bool_t thereIsNotASelection=(fSelectedSector==-1) && (fSelectedPlate==-1);
 235
 236   if (fRunLoader->GetAliRun() == 0x0) fRunLoader->LoadgAlice();
 237   gAlice = fRunLoader->GetAliRun();
 238
 239   fRunLoader->LoadKinematics();
 240
 241   AliTOF *tof = (AliTOF *) gAlice->GetDetector("TOF");
 242
 243   if (!tof) {
 244     AliError("TOF not found");
 245     return;
 246   }
 247
 248   fTOFLoader->LoadHits("read");
 249   fTOFLoader->LoadSDigits("recreate");
 250
 251   for (Int_t iEvent=fEvent1; iEvent<fEvent2; iEvent++) {
 252 //     cout << "------------------- "<< GetName() << " ------------- \n";
 253 //     cout << "Sdigitizing event " << iEvent << endl;
 254
 255     fRunLoader->GetEvent(iEvent);
 256
 257     TTree *hitTree = fTOFLoader->TreeH ();
 258     if (!hitTree) return;
 259
 260     if (fTOFLoader->TreeS () == 0) fTOFLoader->MakeTree ("S");
 261
 262     //Make branch for digits
 263     tof->MakeBranch("S");
 264
 265     // recreate TClonesArray fSDigits - for backward compatibility
 266     if (tof->SDigits() == 0) {
 267       tof->CreateSDigitsArray();
 268     } else {
 269       tof->RecreateSDigitsArray();
 270     }
 271
 272     tof->SetTreeAddress();
 273
 274     Int_t version=tof->IsVersion();
 275
 276     Int_t nselectedHitsinEv=0;
 277     Int_t ntotalsdigitsinEv=0;
 278     Int_t ntotalupdatesinEv=0;
 279     Int_t nnoisesdigitsinEv=0;
 280     Int_t nsignalsdigitsinEv=0;
 281
 282     TParticle *particle;
 283     //AliTOFhit *tofHit;
 284     TClonesArray *tofHitArray = tof->Hits();
 285
 286     // create hit map
 287     AliTOFHitMap *hitMap = new AliTOFHitMap(tof->SDigits(), fTOFGeometry);
 288
 289     TBranch * tofHitsBranch = hitTree->GetBranch("TOF");
 290
 291     Int_t ntracks = static_cast<Int_t>(hitTree->GetEntries());
 292     for (Int_t track = 0; track < ntracks; track++)
 293     {
 294       gAlice->ResetHits();
 295       tofHitsBranch->GetEvent(track);
 296       particle = gAlice->GetMCApp()->Particle(track);
 297       Int_t nhits = tofHitArray->GetEntriesFast();
 298       // cleaning all hits of the same track in the same pad volume
 299       // it is a rare event, however it happens
 300
 301       Int_t previousTrack =-1;
 302       Int_t previousSector=-1;
 303       Int_t previousPlate =-1;
 304       Int_t previousStrip =-1;
 305       Int_t previousPadX  =-1;
 306       Int_t previousPadZ  =-1;
 307
 308       for (Int_t hit = 0; hit < nhits; hit++) {
 309         Int_t    vol[5];       // location for a digit
 310         Float_t  digit[2];     // TOF digit variables
 311         Int_t tracknum;
 312         Float_t dxPad;
 313         Float_t dzPad;
 314         Float_t geantTime;
 315
 316         // fp: really sorry for this, it is a temporary trick to have
 317         // track length too
 318         if(version!=6 && version!=7){
 319           AliTOFhit *tofHit = (AliTOFhit *) tofHitArray->UncheckedAt(hit);
 320           tracknum = tofHit->GetTrack();
 321           vol[0] = tofHit->GetSector();
 322           vol[1] = tofHit->GetPlate();
 323           vol[2] = tofHit->GetStrip();
 324           vol[3] = tofHit->GetPadx();
 325           vol[4] = tofHit->GetPadz();
 326           dxPad = tofHit->GetDx();
 327           dzPad = tofHit->GetDz();
 328           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
 329         } else {
 330           AliTOFhitT0 *tofHit = (AliTOFhitT0 *) tofHitArray->UncheckedAt(hit);
 331           tracknum = tofHit->GetTrack();
 332           vol[0] = tofHit->GetSector();
 333           vol[1] = tofHit->GetPlate();
 334           vol[2] = tofHit->GetStrip();
 335           vol[3] = tofHit->GetPadx();
 336           vol[4] = tofHit->GetPadz();
 337           dxPad = tofHit->GetDx();
 338           dzPad = tofHit->GetDz();
 339           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
 340         }
 341
 342         geantTime *= 1.e+09;  // conversion from [s] to [ns]
 343
 344         // selection case for sdigitizing only hits in a given plate of a given sector
 345         if(thereIsNotASelection || (vol[0]==fSelectedSector && vol[1]==fSelectedPlate)){
 346
 347           Bool_t dummy=((tracknum==previousTrack) && (vol[0]==previousSector) && (vol[1]==previousPlate) && (vol[2]==previousStrip));
 348
 349           Bool_t isCloneOfThePrevious=dummy && ((vol[3]==previousPadX) && (vol[4]==previousPadZ));
 350
 351           Bool_t isNeighOfThePrevious=dummy && ((((vol[3]==previousPadX-1) || (vol[3]==previousPadX+1)) && (vol[4]==previousPadZ)) || ((vol[3]==previousPadX) && ((vol[4]==previousPadZ+1) || (vol[4]==previousPadZ-1))));
 352
 353           if(!isCloneOfThePrevious && !isNeighOfThePrevious){
 354             // update "previous" values
 355             // in fact, we are yet in the future, so the present is past
 356             previousTrack=tracknum;
 357             previousSector=vol[0];
 358             previousPlate=vol[1];
 359             previousStrip=vol[2];
 360             previousPadX=vol[3];
 361             previousPadZ=vol[4];
 362
 363             nselectedHits++;
 364             nselectedHitsinEv++;
 365             if (particle->GetFirstMother() < 0) nHitsFromPrim++; // counts hits due to primary particles
 366
 367             Float_t xStrip=AliTOFGeometry::XPad()*(vol[3]+0.5-0.5*AliTOFGeometry::NpadX())+dxPad;
 368             Float_t zStrip=AliTOFGeometry::ZPad()*(vol[4]+0.5-0.5*AliTOFGeometry::NpadZ())+dzPad;
 369
 370             Int_t nActivatedPads = 0, nFiredPads = 0;
 371             Bool_t isFired[4] = {kFALSE, kFALSE, kFALSE, kFALSE};
 372             Float_t tofAfterSimul[4] = {0., 0., 0., 0.};
 373             Float_t qInduced[4] = {0.,0.,0.,0.};
 374             Int_t nPlace[4] = {0, 0, 0, 0};
 375             Float_t averageTime = 0.;
 376             SimulateDetectorResponse(zStrip,xStrip,geantTime,nActivatedPads,nFiredPads,isFired,nPlace,qInduced,tofAfterSimul,averageTime);
 377             if(nFiredPads) {
 378               for(Int_t indexOfPad=0; indexOfPad<nActivatedPads; indexOfPad++) {
 379                 if(isFired[indexOfPad]){ // the pad has fired
 380                   Float_t timediff=geantTime-tofAfterSimul[indexOfPad];
 381
 382                   if(timediff>=0.2) nlargeTofDiff++;
 383
 384                   digit[0] = (Int_t) ((tofAfterSimul[indexOfPad]*1.e+03)/AliTOFGeometry::TdcBinWidth()); // TDC bin number (each bin -> 24.4 ps)
 385
 386                   Float_t landauFactor = gRandom->Landau(fAdcMean, fAdcRms);
 387                   digit[1] = (Int_t) (qInduced[indexOfPad] * landauFactor); // ADC bins (each bin -> 0.25 (or 0.03) pC)
 388
 389                   // recalculate the volume only for neighbouring pads
 390                   if(indexOfPad){
 391                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFGeometry::NpadX()) ? vol[4] = 0 : vol[4] = 1;
 392                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFGeometry::NpadX()) ? vol[3] = nPlace[indexOfPad] - 1 : vol[3] = nPlace[indexOfPad] - AliTOFGeometry::NpadX() - 1;
 393                   }
 394                   // check if two sdigit are on the same pad;
 395                   // in that case we sum the two or more sdigits
 396                   if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty) {
 397                     AliTOFSDigit *sdig = static_cast<AliTOFSDigit*>(hitMap->GetHit(vol));
 398                     Int_t tdctime = (Int_t) digit[0];
 399                     Int_t adccharge = (Int_t) digit[1];
 400                     sdig->Update(AliTOFGeometry::TdcBinWidth(),tdctime,adccharge,tracknum);
 401                     ntotalupdatesinEv++;
 402                     ntotalupdates++;
 403                   } else {
 404
 405                     tof->AddSDigit(tracknum, vol, digit);
 406
 407                     if(indexOfPad){
 408                       nnoisesdigits++;
 409                       nnoisesdigitsinEv++;
 410                     } else {
 411                       nsignalsdigits++;
 412                       nsignalsdigitsinEv++;
 413                     }
 414                     ntotalsdigitsinEv++;
 415                     ntotalsdigits++;
 416                     hitMap->SetHit(vol);
 417                   } // if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty)
 418                 } // if(isFired[indexOfPad])
 419               } // end loop on nActivatedPads
 420             } // if(nFiredPads) i.e. if some pads has fired
 421           } // close if(!isCloneOfThePrevious)
 422         } // close the selection on sector and plate
 423       } // end loop on hits for the current track
 424     } // end loop on ntracks
 425
 426     delete hitMap;
 427
 428     fTOFLoader->TreeS()->Reset();
 429     fTOFLoader->TreeS()->Fill();
 430     fTOFLoader->WriteSDigits("OVERWRITE");
 431
 432     if (tof->SDigits()) tof->ResetSDigits();
 433
 434     if (strstr(verboseOption,"all")) {
 435       AliInfo("----------------------------------------");
 436       AliInfo("       <AliTOFSDigitizer>    ");
 437       AliInfo(Form("After sdigitizing %d hits in event %d", nselectedHitsinEv, iEvent));
 438       //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, "
 439       AliInfo(Form("%d digits have been created", ntotalsdigitsinEv));
 440       AliInfo(Form("(%d due to signals and %d due to border effect)", nsignalsdigitsinEv, nnoisesdigitsinEv));
 441       AliInfo(Form("%d total updates of the hit map have been performed in current event", ntotalupdatesinEv));
 442       AliInfo("----------------------------------------");
 443     }
 444
 445   } //event loop on events
 446
 447     fTOFLoader->UnloadSDigits();
 448     fTOFLoader->UnloadHits();
 449     fRunLoader->UnloadKinematics();
 450     //fRunLoader->UnloadgAlice();
 451
 452   // free used memory
 453   if (ftail){
 454     delete ftail;
 455     ftail = 0;
 456   }
 457
 458   nHitsFromSec=nselectedHits-nHitsFromPrim;
 459   if(strstr(verboseOption,"all")){
 460     AliInfo("----------------------------------------");
 461     AliInfo("----------------------------------------");
 462     AliInfo("-----------SDigitization Summary--------");
 463     AliInfo("       <AliTOFSDigitizer>     ");
 464     AliInfo(Form("After sdigitizing %d hits", nselectedHits));
 465     AliInfo(Form("in %d events", fEvent2-fEvent1));
 466 //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, "
 467     AliInfo(Form("%d sdigits have been created", ntotalsdigits));
 468     AliInfo(Form("(%d due to signals and "
 469                  "%d due to border effect)", nsignalsdigits, nnoisesdigits));
 470     AliInfo(Form("%d total updates of the hit map have been performed", ntotalupdates));
 471     AliInfo(Form("in %d cases the time of flight difference is greater than 200 ps", nlargeTofDiff));
 472   }
 473
 474
 475   if(strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all")){
 476     gBenchmark->Stop("TOFSDigitizer");
 477     AliInfo("AliTOFSDigitizer:");
 478     AliInfo(Form("   took %f seconds in order to make sdigits "
 479          "%f seconds per event", gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer"), gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer")/(fEvent2-fEvent1)));
 480     AliInfo(" +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ");
 481   }
 482
 483 }
 484
 485 //__________________________________________________________________
 486 void AliTOFSDigitizer::Print(Option_t* /*opt*/)const
 487 {
 488   cout << "------------------- "<< GetName() << " ------------- \n";
 489 }
 490
 491 //__________________________________________________________________
 492 void AliTOFSDigitizer::SelectSectorAndPlate(Int_t sector, Int_t plate)
 493 {
 494   //Select sector and plate
 495   Bool_t isaWrongSelection=(sector < 0) || (sector >= AliTOFGeometry::NSectors()) || (plate < 0) || (plate >= AliTOFGeometry::NPlates());
 496   if(isaWrongSelection){
 497     AliError("You have selected an invalid value for sector or plate ");
 498     AliError(Form("The correct range for sector is [0,%d]", AliTOFGeometry::NSectors()-1));
 499     AliError(Form("The correct range for plate  is [0,%d]",  AliTOFGeometry::NPlates()-1));
 500     AliError("By default we continue sdigitizing all hits in all plates of all sectors");
 501   } else {
 502     fSelectedSector=sector;
 503     fSelectedPlate =plate;
 504     AliInfo(Form("SDigitizing only hits in plate %d of the sector %d", fSelectedPlate, fSelectedSector));
 505   }
 506 }
 507
 508 //__________________________________________________________________
 509 void AliTOFSDigitizer::SimulateDetectorResponse(Float_t z0, Float_t x0, Float_t geantTime, Int_t& nActivatedPads, Int_t& nFiredPads, Bool_t* isFired, Int_t* nPlace, Float_t* qInduced, Float_t* tofTime, Float_t& averageTime)
 510 {
 511   // Description:
 512   // Input:  z0, x0 - hit position in the strip system (0,0 - center of the strip), cm
 513   //         geantTime - time generated by Geant, ns
 514   // Output: nActivatedPads - the number of pads activated by the hit (1 || 2 || 4)
 515   //         nFiredPads - the number of pads fired (really activated) by the hit (nFiredPads <= nActivatedPads)
 516   //         qInduced[iPad]- charge induced on pad, arb. units
 517   //                         this array is initialized at zero by the caller
 518   //         tofAfterSimul[iPad] - time calculated with edge effect algorithm, ns
 519   //                                   this array is initialized at zero by the caller
 520   //         averageTime - time given by pad hited by the Geant track taking into account the times (weighted) given by the pads fired for edge effect also.
 521   //                       The weight is given by the qInduced[iPad]/qCenterPad
 522   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
 523   //         nPlace[iPad] - the number of the pad place, iPad = 0, 1, 2, 3
 524   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
 525   //
 526   // Description of used variables:
 527   //         eff[iPad] - efficiency of the pad
 528   //         res[iPad] - resolution of the pad, ns
 529   //         timeWalk[iPad] - time walk of the pad, ns
 530   //         timeDelay[iPad] - time delay for neighbouring pad to hited pad, ns
 531   //         PadId[iPad] - Pad Identifier
 532   //                    E | F    -->   PadId[iPad] = 5 | 6
 533   //                    A | B    -->   PadId[iPad] = 1 | 2
 534   //                    C | D    -->   PadId[iPad] = 3 | 4
 535   //         nTail[iPad] - the tail number, = 1 for tailA, = 2 for tailB
 536   //         qCenterPad - charge extimated for each pad, arb. units
 537   //         weightsSum - sum of weights extimated for each pad fired, arb. units
 538
 539   const Float_t kSigmaForTail[2] = {AliTOFGeometry::SigmaForTail1(),AliTOFGeometry::SigmaForTail2()}; //for tail
 540   Int_t iz = 0, ix = 0;
 541   Float_t dX = 0., dZ = 0., x = 0., z = 0.;
 542   Float_t h = fHparameter, h2 = fH2parameter, k = fKparameter, k2 = fK2parameter;
 543   Float_t effX = 0., effZ = 0., resX = 0., resZ = 0., timeWalkX = 0., timeWalkZ = 0.;
 544   Float_t logOfqInd = 0.;
 545   Float_t weightsSum = 0.;
 546   Int_t nTail[4]  = {0,0,0,0};
 547   Int_t padId[4]  = {0,0,0,0};
 548   Float_t eff[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 549   Float_t res[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 550   //  Float_t qCenterPad = fMinimumCharge * fMinimumCharge;
 551   Float_t qCenterPad = 1.;
 552   Float_t timeWalk[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 553   Float_t timeDelay[4] = {0.,0.,0.,0.};
 554
 555   nActivatedPads = 0;
 556   nFiredPads = 0;
 557
 558   (z0 <= 0) ? iz = 0 : iz = 1;
 559   dZ = z0 + (0.5 * AliTOFGeometry::NpadZ() - iz - 0.5) * AliTOFGeometry::ZPad(); // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
 560   z = 0.5 * AliTOFGeometry::ZPad() - TMath::Abs(dZ);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions
 561   iz++;                                                                              // z row: 1, ..., AliTOFGeometry::NpadZ = 2
 562   ix = (Int_t)((x0 + 0.5 * AliTOFGeometry::NpadX() * AliTOFGeometry::XPad()) / AliTOFGeometry::XPad());
 563   dX = x0 + (0.5 * AliTOFGeometry::NpadX() - ix - 0.5) * AliTOFGeometry::XPad(); // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
 564   x = 0.5 * AliTOFGeometry::XPad() - TMath::Abs(dX);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions;
 565   ix++;                                                                              // x row: 1, ..., AliTOFGeometry::NpadX = 48
 566
 567   ////// Pad A:
 568   nActivatedPads++;
 569   nPlace[nActivatedPads-1] = (iz - 1) * AliTOFGeometry::NpadX() + ix;
 570   qInduced[nActivatedPads-1] = qCenterPad;
 571   padId[nActivatedPads-1] = 1;
 572
 573   if (fEdgeEffect == 0) {
 574     eff[nActivatedPads-1] = fEffCenter;
 575     if (gRandom->Rndm() < eff[nActivatedPads-1]) {
 576       nFiredPads = 1;
 577       res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + fResCenter * fResCenter); // ns
 578       isFired[nActivatedPads-1] = kTRUE;
 579       tofTime[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(geantTime + fTimeWalkCenter, res[0]);
 580       averageTime = tofTime[nActivatedPads-1];
 581     }
 582   } else {
 583
 584     if(z < h) {
 585       if(z < h2) {
 586         effZ = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * z / h2;
 587       } else {
 588         effZ = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (z - h2) / (h - h2);
 589       }
 590       resZ = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * z / h;
 591       timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * z / h;
 592       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
 593     } else {
 594       effZ = fEffCenter;
 595       resZ = fResCenter;
 596       timeWalkZ = fTimeWalkCenter;
 597     }
 598
 599     if(x < h) {
 600       if(x < h2) {
 601         effX = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * x / h2;
 602       } else {
 603         effX = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (x - h2) / (h - h2);
 604       }
 605       resX = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * x / h;
 606       timeWalkX = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * x / h;
 607       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
 608     } else {
 609       effX = fEffCenter;
 610       resX = fResCenter;
 611       timeWalkX = fTimeWalkCenter;
 612     }
 613
 614     (effZ<effX) ? eff[nActivatedPads-1] = effZ : eff[nActivatedPads-1] = effX;
 615     (resZ<resX) ? res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resX * resX) : res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resZ * resZ); // ns
 616     (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 *  timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 617
 618
 619     ////// Pad B:
 620     if(z < k2) {
 621       effZ = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (z / k2);
 622     } else {
 623       effZ = fEff3Boundary * (k - z) / (k - k2);
 624     }
 625     resZ = fResBoundary + fResSlope * z / k;
 626     timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope * z / k;
 627
 628     if(z < k && z > 0) {
 629       if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 630         nActivatedPads++;
 631         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFGeometry::NpadX();
 632         eff[nActivatedPads-1] = effZ;
 633         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resZ * resZ); // ns
 634         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ; // ns
 635         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 636         if (fTimeDelayFlag) {
 637           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 638           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 639           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 640           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 641           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 642         } else {
 643           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 644         }
 645         padId[nActivatedPads-1] = 2;
 646       }
 647     }
 648
 649
 650     ////// Pad C, D, E, F:
 651     if(x < k2) {
 652       effX = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (x / k2);
 653     } else {
 654       effX = fEff3Boundary * (k - x) / (k - k2);
 655     }
 656     resX = fResBoundary + fResSlope*x/k;
 657     timeWalkX = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope*x/k;
 658
 659     if(x < k && x > 0) {
 660       //   C:
 661       if(ix > 1 && dX < 0) {
 662         nActivatedPads++;
 663         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] - 1;
 664         eff[nActivatedPads-1] = effX;
 665         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resX * resX); // ns
 666         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 667         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 668         if (fTimeDelayFlag) {
 669           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 670           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 671           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 672           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 673           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 674         } else {
 675           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 676         }
 677         padId[nActivatedPads-1] = 3;
 678
 679         //     D:
 680         if(z < k && z > 0) {
 681           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 682             nActivatedPads++;
 683             nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFGeometry::NpadX() - 1;
 684             eff[nActivatedPads-1] = effX * effZ;
 685             (resZ<resX) ? res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resX * resX) : res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resZ * resZ); // ns
 686             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 687
 688             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 689             if (fTimeDelayFlag) {
 690               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
 691                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 692                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 693                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 694                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 695               } else {
 696                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 697                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 698                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 699                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 700               }
 701               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 702             } else {
 703               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 704             }
 705             padId[nActivatedPads-1] = 4;
 706           }
 707         }  // end D
 708       }  // end C
 709
 710       //   E:
 711       if(ix < AliTOFGeometry::NpadX() && dX > 0) {
 712         nActivatedPads++;
 713         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + 1;
 714         eff[nActivatedPads-1] = effX;
 715         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * (TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resX * resX)); // ns
 716         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 717         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 718         if (fTimeDelayFlag) {
 719           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 720           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 721           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 722           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 723           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 724         } else {
 725           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 726         }
 727         padId[nActivatedPads-1] = 5;
 728
 729
 730         //     F:
 731         if(z < k && z > 0) {
 732           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 733             nActivatedPads++;
 734             nPlace[nActivatedPads - 1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFGeometry::NpadX() + 1;
 735             eff[nActivatedPads - 1] = effX * effZ;
 736             (resZ<resX) ? res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resX * resX) : res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resZ * resZ); // ns
 737             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001*timeWalkX; // ns
 738             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 739             if (fTimeDelayFlag) {
 740               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
 741                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 742                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 743                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 744                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 745               } else {
 746                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 747                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 748                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 749                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 750               }
 751               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 752             } else {
 753               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 754             }
 755             padId[nActivatedPads-1] = 6;
 756           }
 757         }  // end F
 758       }  // end E
 759     } // end if(x < k)
 760
 761
 762     for (Int_t iPad = 0; iPad < nActivatedPads; iPad++) {
 763       if (res[iPad] < fTimeResolution) res[iPad] = fTimeResolution;
 764       if(gRandom->Rndm() < eff[iPad]) {
 765         isFired[iPad] = kTRUE;
 766         nFiredPads++;
 767         if(fEdgeTails) {
 768           if(nTail[iPad] == 0) {
 769             tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
 770           } else {
 771             ftail->SetParameters(res[iPad], 2. * res[iPad], kSigmaForTail[nTail[iPad]-1]);
 772             Double_t timeAB = ftail->GetRandom();
 773             tofTime[iPad] = geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad] + timeAB;
 774           }
 775         } else {
 776           tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
 777         }
 778         if (fAverageTimeFlag) {
 779           averageTime += tofTime[iPad] * qInduced[iPad];
 780           weightsSum += qInduced[iPad];
 781         } else {
 782           averageTime += tofTime[iPad];
 783           weightsSum += 1.;
 784         }
 785       }
 786     }
 787     if (weightsSum!=0) averageTime /= weightsSum;
 788   } // end else (fEdgeEffect != 0)
 789 }
 790
 791 //__________________________________________________________________
 792 void AliTOFSDigitizer::PrintParameters()const
 793 {
 794   //
 795   // Print parameters used for sdigitization
 796   //
 797   cout << " ------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 798   cout << " Parameters used for TOF SDigitization " << endl ;
 799   //  Printing the parameters
 800
 801   cout << " Number of events:                        " << (fEvent2-fEvent1) << endl;
 802   cout << " from event " << fEvent1 << " to event " << (fEvent2-1) << endl;
 803   cout << " Time Resolution (ns) "<< fTimeResolution <<" Pad Efficiency: "<< fpadefficiency << endl;
 804   cout << " Edge Effect option:  "<<  fEdgeEffect<< endl;
 805
 806   cout << " Boundary Effect Simulation Parameters " << endl;
 807   cout << " Hparameter: "<< fHparameter<<"  H2parameter:"<< fH2parameter <<"  Kparameter:"<< fKparameter<<"  K2parameter: "<< fK2parameter << endl;
 808   cout << " Efficiency in the central region of the pad: "<< fEffCenter << endl;
 809   cout << " Efficiency at the boundary region of the pad: "<< fEffBoundary << endl;
 810   cout << " Efficiency value at H2parameter "<< fEff2Boundary << endl;
 811   cout << " Efficiency value at K2parameter "<< fEff3Boundary << endl;
 812   cout << " Resolution (ps) in the central region of the pad: "<< fResCenter << endl;
 813   cout << " Resolution (ps) at the boundary of the pad      : "<< fResBoundary << endl;
 814   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fResSlope <<endl;
 815   cout << " Time walk (ps) in the central region of the pad : "<< fTimeWalkCenter << endl;
 816   cout << " Time walk (ps) at the boundary of the pad       : "<< fTimeWalkBoundary<< endl;
 817   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fTimeWalkSlope<<endl;
 818   cout << " Pulse Heigth Simulation Parameters " << endl;
 819   cout << " Flag for delay due to the PulseHeightEffect  : "<< fTimeDelayFlag <<endl;
 820   cout << " Pulse Height Slope                           : "<< fPulseHeightSlope<<endl;
 821   cout << " Time Delay Slope                             : "<< fTimeDelaySlope<<endl;
 822   cout << " Minimum charge amount which could be induced : "<< fMinimumCharge<<endl;
 823   cout << " Smearing in charge in (q1/q2) vs x plot      : "<< fChargeSmearing<<endl;
 824   cout << " Smearing in log of charge ratio              : "<< fLogChargeSmearing<<endl;
 825   cout << " Smearing in time in time vs log(q1/q2) plot  : "<< fTimeSmearing<<endl;
 826   cout << " Flag for average time                        : "<< fAverageTimeFlag<<endl;
 827   cout << " Edge tails option                            : "<< fEdgeTails << endl;
 828
 829 }