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 //_________________________________________________________________________
  17 // This is a TTask that constructs SDigits out of Hits
  18 // A Summable Digits is the "sum" of all hits in a pad
  19 // Detector response has been simulated via the method
  20 // SimulateDetectorResponse
  21 //
  22 //-- Authors: F. Pierella, A. De Caro
  23 // Use case: see AliTOFhits2sdigits.C macro in the CVS
  24 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  25
  26 #include "TBenchmark.h"
  27 #include "TTask.h"
  28 #include "TTree.h"
  29 #include "TSystem.h"
  30 #include "TParticle.h"
  31 #include "TH1.h"
  32 #include "TFile.h"
  33 #include "TROOT.h"
  34 #include "TFolder.h"
  35 #include <TF1.h>
  36 #include <stdlib.h>
  37 #include <Riostream.h>
  38 #include <Riostream.h>
  39
  40 #include "AliTOFHitMap.h"
  41 #include "AliTOFSDigit.h"
  42 #include "AliTOFConstants.h"
  43 #include "AliTOFhit.h"
  44 #include "AliTOFhitT0.h"
  45 #include "AliTOF.h"
  46 #include "AliTOFv1.h"
  47 #include "AliTOFv2.h"
  48 #include "AliTOFv3.h"
  49 #include "AliTOFv4.h"
  50 #include "AliTOFSDigitizer.h"
  51 #include "AliRun.h"
  52 #include "AliDetector.h"
  53
  54
  55 ClassImp(AliTOFSDigitizer)
  56
  57 //____________________________________________________________________________
  58   AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer():TTask("AliTOFSDigitizer","")
  59 {
  60   // ctor
  61   fEvent1=0;
  62   fEvent2=0;
  63   ftail    = 0;
  64   fSelectedSector=0;
  65   fSelectedPlate =0;
  66 }
  67
  68 //____________________________________________________________________________
  69   AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer(const char* HeaderFile, Int_t evNumber1, Int_t nEvents):TTask("AliTOFSDigitizer","")
  70 {
  71   fEvent1=evNumber1;
  72   fEvent2=fEvent1+nEvents;
  73   ftail    = 0;
  74   fSelectedSector=0; // by default we sdigitize all sectors
  75   fSelectedPlate =0; // by default we sdigitize all plates in all sectors
  76
  77   fHeadersFile = HeaderFile ; // input filename (with hits)
  78   TFile * file = (TFile*) gROOT->GetFile(fHeadersFile.Data() ) ;
  79
  80   //File was not opened yet
  81   // open file and get alirun object
  82   if(file == 0){
  83       file =    TFile::Open(fHeadersFile.Data(),"update") ;
  84       gAlice = (AliRun *) file->Get("gAlice") ;
  85   }
  86
  87   // init parameters for sdigitization
  88   InitParameters();
  89
  90   // add Task to //root/Tasks folder
  91   TTask * roottasks = (TTask*)gROOT->GetRootFolder()->FindObject("Tasks") ;
  92   roottasks->Add(this) ;
  93 }
  94
  95 //____________________________________________________________________________
  96   AliTOFSDigitizer::~AliTOFSDigitizer()
  97 {
  98   // dtor
  99 }
 100
 101 //____________________________________________________________________________
 102 void AliTOFSDigitizer::InitParameters()
 103 {
 104   // set parameters for detector simulation
 105
 106   fTimeResolution =0.120;
 107   fpadefficiency  =0.99 ;
 108   fEdgeEffect     = 2   ;
 109   fEdgeTails      = 0   ;
 110   fHparameter     = 0.4 ;
 111   fH2parameter    = 0.15;
 112   fKparameter     = 0.5 ;
 113   fK2parameter    = 0.35;
 114   fEffCenter      = fpadefficiency;
 115   fEffBoundary    = 0.65;
 116   fEff2Boundary   = 0.90;
 117   fEff3Boundary   = 0.08;
 118   fResCenter      = 50. ;
 119   fResBoundary    = 70. ;
 120   fResSlope       = 40. ;
 121   fTimeWalkCenter = 0.  ;
 122   fTimeWalkBoundary=0.  ;
 123   fTimeWalkSlope  = 0.  ;
 124   fTimeDelayFlag  = 1   ;
 125   fPulseHeightSlope=2.0 ;
 126   fTimeDelaySlope =0.060;
 127   // was fMinimumCharge = TMath::Exp(fPulseHeightSlope*fKparameter/2.);
 128   fMinimumCharge = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope*fHparameter);
 129   fChargeSmearing=0.0   ;
 130   fLogChargeSmearing=0.13;
 131   fTimeSmearing   =0.022;
 132   fAverageTimeFlag=0    ;
 133   fTdcBin   = 50.;      // 1 TDC bin = 50 ps
 134   fAdcBin   = 0.25;     // 1 ADC bin = 0.25 pC (or 0.03 pC)
 135   fAdcMean  = 50.;     // ADC distribution mpv value for Landau (in bins)
 136                        // it corresponds to a mean value of ~100 bins
 137   fAdcRms   = 25.;     // ADC distribution rms value (in bins)
 138                        // it corresponds to distribution rms ~50 bins
 139 }
 140
 141 //__________________________________________________________________
 142 Double_t TimeWithTail(Double_t* x, Double_t* par)
 143 {
 144   // sigma - par[0], alpha - par[1], part - par[2]
 145   //  at x<part*sigma - gauss
 146   //  at x>part*sigma - TMath::Exp(-x/alpha)
 147   Float_t xx =x[0];
 148   Double_t f;
 149   if(xx<par[0]*par[2]) {
 150     f = TMath::Exp(-xx*xx/(2*par[0]*par[0]));
 151   } else {
 152     f = TMath::Exp(-(xx-par[0]*par[2])/par[1]-0.5*par[2]*par[2]);
 153   }
 154   return f;
 155 }
 156
 157
 158 //____________________________________________________________________________
 159 void AliTOFSDigitizer::Exec(Option_t *verboseOption, Option_t *allEvents) {
 160
 161   if(strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all"))
 162     gBenchmark->Start("TOFSDigitizer");
 163
 164   AliTOF *TOF = (AliTOF *) gAlice->GetDetector ("TOF");
 165
 166   if (!TOF) {
 167     Error("AliTOFSDigitizer","TOF not found");
 168     return;
 169   }
 170
 171   // is pointer to fSDigits non zero after changes?
 172   cout<<"TOF fSDigits pointer:"<<TOF->SDigits()<<endl;
 173
 174   // recreate TClonesArray fSDigits - for backward compatibility
 175   if (TOF->SDigits() == 0) {
 176     TOF->CreateSDigitsArray();
 177   } else {
 178     TOF->RecreateSDigitsArray();
 179   }
 180
 181   Int_t version=TOF->IsVersion();
 182
 183   if (fEdgeTails) ftail = new TF1("tail",TimeWithTail,-2,2,3);
 184
 185   Int_t nselectedHits=0;
 186   Int_t ntotalsdigits=0;
 187   Int_t ntotalupdates=0;
 188   Int_t nnoisesdigits=0;
 189   Int_t nsignalsdigits=0;
 190   Int_t nHitsFromPrim=0;
 191   Int_t nHitsFromSec=0;
 192   Int_t nlargeTofDiff=0;
 193
 194   if (strstr(allEvents,"all")){
 195     fEvent1=0;
 196     fEvent2= (Int_t) gAlice->TreeE()->GetEntries();
 197   }
 198
 199   Bool_t thereIsNotASelection=(fSelectedSector==0) && (fSelectedPlate==0);
 200
 201   for (Int_t ievent = fEvent1; ievent < fEvent2; ievent++) {
 202     cout << "------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 203     cout << "Sdigitizing event " << ievent << endl;
 204
 205     Int_t nselectedHitsinEv=0;
 206     Int_t ntotalsdigitsinEv=0;
 207     Int_t ntotalupdatesinEv=0;
 208     Int_t nnoisesdigitsinEv=0;
 209     Int_t nsignalsdigitsinEv=0;
 210
 211     gAlice->GetEvent(ievent);
 212     TTree *TH = gAlice->TreeH ();
 213     if (!TH)
 214       return;
 215     if (gAlice->TreeS () == 0)
 216       gAlice->MakeTree ("S");
 217
 218
 219     //Make branches
 220     char branchname[20];
 221     sprintf (branchname, "%s", TOF->GetName ());
 222     //Make branch for digits
 223     TOF->MakeBranch ("S");
 224
 225     //Now made SDigits from hits
 226
 227
 228     TParticle *particle;
 229     //AliTOFhit *tofHit;
 230     TClonesArray *TOFhits = TOF->Hits();
 231
 232     // create hit map
 233     AliTOFHitMap *hitMap = new AliTOFHitMap(TOF->SDigits());
 234
 235     // increase performances in terms of CPU time
 236     //PH     TH->SetBranchStatus("*",0); // switch off all branches
 237     //PH     TH->SetBranchStatus("TOF*",1); // switch on only TOF
 238
 239     TBranch * tofHitsBranch = TH->GetBranch("TOF");
 240
 241     Int_t ntracks = static_cast<Int_t>(TH->GetEntries());
 242     for (Int_t track = 0; track < ntracks; track++)
 243     {
 244       gAlice->ResetHits();
 245       //PH      TH->GetEvent(track);
 246       tofHitsBranch->GetEvent(track);
 247       particle = gAlice->Particle(track);
 248       Int_t nhits = TOFhits->GetEntriesFast();
 249       // cleaning all hits of the same track in the same pad volume
 250       // it is a rare event, however it happens
 251
 252       Int_t previousTrack =0;
 253       Int_t previousSector=0;
 254       Int_t previousPlate =0;
 255       Int_t previousStrip =0;
 256       Int_t previousPadX  =0;
 257       Int_t previousPadZ  =0;
 258
 259       for (Int_t hit = 0; hit < nhits; hit++)
 260       {
 261         Int_t    vol[5];       // location for a digit
 262         Float_t  digit[2];     // TOF digit variables
 263         Int_t tracknum;
 264         Float_t Xpad;
 265         Float_t Zpad;
 266         Float_t geantTime;
 267
 268         // fp: really sorry for this, it is a temporary trick to have
 269         // track length too
 270         if(version!=6){
 271           AliTOFhit *tofHit = (AliTOFhit *) TOFhits->UncheckedAt(hit);
 272           tracknum = tofHit->GetTrack();
 273           vol[0] = tofHit->GetSector();
 274           vol[1] = tofHit->GetPlate();
 275           vol[2] = tofHit->GetStrip();
 276           vol[3] = tofHit->GetPadx();
 277           vol[4] = tofHit->GetPadz();
 278           Xpad = tofHit->GetDx();
 279           Zpad = tofHit->GetDz();
 280           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
 281         } else {
 282           AliTOFhitT0 *tofHit = (AliTOFhitT0 *) TOFhits->UncheckedAt(hit);
 283           tracknum = tofHit->GetTrack();
 284           vol[0] = tofHit->GetSector();
 285           vol[1] = tofHit->GetPlate();
 286           vol[2] = tofHit->GetStrip();
 287           vol[3] = tofHit->GetPadx();
 288           vol[4] = tofHit->GetPadz();
 289           Xpad = tofHit->GetDx();
 290           Zpad = tofHit->GetDz();
 291           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
 292         }
 293
 294         geantTime *= 1.e+09;  // conversion from [s] to [ns]
 295
 296         // selection case for sdigitizing only hits in a given plate of a given sector
 297         if(thereIsNotASelection || (vol[0]==fSelectedSector && vol[1]==fSelectedPlate)){
 298
 299           Bool_t dummy=((tracknum==previousTrack) && (vol[0]==previousSector) && (vol[1]==previousPlate) && (vol[2]==previousStrip));
 300
 301           Bool_t isCloneOfThePrevious=dummy && ((vol[3]==previousPadX) && (vol[4]==previousPadZ));
 302
 303           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))));
 304
 305           if(!isCloneOfThePrevious && !isNeighOfThePrevious){
 306             // update "previous" values
 307             // in fact, we are yet in the future, so the present is past
 308             previousTrack=tracknum;
 309             previousSector=vol[0];
 310             previousPlate=vol[1];
 311             previousStrip=vol[2];
 312             previousPadX=vol[3];
 313             previousPadZ=vol[4];
 314
 315             nselectedHits++;
 316             nselectedHitsinEv++;
 317             if (particle->GetFirstMother() < 0){
 318               nHitsFromPrim++;
 319             } // counts hits due to primary particles
 320
 321             Float_t xStrip=AliTOFConstants::fgkXPad*(vol[3]-0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadX)+Xpad;
 322             Float_t zStrip=AliTOFConstants::fgkZPad*(vol[4]-0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadZ)+Zpad;
 323
 324             //cout << "geantTime " << geantTime << " [ns]" << endl;
 325             Int_t nActivatedPads = 0, nFiredPads = 0;
 326             Bool_t isFired[4] = {kFALSE, kFALSE, kFALSE, kFALSE};
 327             Float_t tofAfterSimul[4] = {0., 0., 0., 0.};
 328             Float_t qInduced[4] = {0.,0.,0.,0.};
 329             Int_t nPlace[4] = {0, 0, 0, 0};
 330             Float_t averageTime = 0.;
 331             SimulateDetectorResponse(zStrip,xStrip,geantTime,nActivatedPads,nFiredPads,isFired,nPlace,qInduced,tofAfterSimul,averageTime);
 332             if(nFiredPads) {
 333               for(Int_t indexOfPad=0; indexOfPad<nActivatedPads; indexOfPad++) {
 334                 if(isFired[indexOfPad]){ // the pad has fired
 335                   Float_t timediff=geantTime-tofAfterSimul[indexOfPad];
 336
 337                   if(timediff>=0.2) nlargeTofDiff++;
 338
 339                   digit[0] = (Int_t) ((tofAfterSimul[indexOfPad]*1.e+03)/fTdcBin); // TDC bin number (each bin -> 50. ps)
 340
 341                   Float_t landauFactor = gRandom->Landau(fAdcMean, fAdcRms);
 342                   digit[1] = (Int_t) (qInduced[indexOfPad] * landauFactor); // ADC bins (each bin -> 0.25 (or 0.03) pC)
 343
 344                   // recalculate the volume only for neighbouring pads
 345                   if(indexOfPad){
 346                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFConstants::fgkNpadX) ? vol[4] = 1 : vol[4] = 2;
 347                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFConstants::fgkNpadX) ? vol[3] = nPlace[indexOfPad] : vol[3] = nPlace[indexOfPad] - AliTOFConstants::fgkNpadX;
 348                   }
 349
 350                   // check if two sdigit are on the same pad; in that case we sum
 351                   // the two or more sdigits
 352                   if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty) {
 353                     AliTOFSDigit *sdig = static_cast<AliTOFSDigit*>(hitMap->GetHit(vol));
 354                     Int_t tdctime = (Int_t) digit[0];
 355                     Int_t adccharge = (Int_t) digit[1];
 356                     sdig->Update(fTdcBin,tdctime,adccharge,tracknum);
 357                     ntotalupdatesinEv++;
 358                     ntotalupdates++;
 359                   } else {
 360
 361                     TOF->AddSDigit(tracknum, vol, digit);
 362
 363                     if(indexOfPad){
 364                       nnoisesdigits++;
 365                       nnoisesdigitsinEv++;
 366                     } else {
 367                       nsignalsdigits++;
 368                       nsignalsdigitsinEv++;
 369                     }
 370                     ntotalsdigitsinEv++;
 371                     ntotalsdigits++;
 372                     hitMap->SetHit(vol);
 373                   } // if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty)
 374                 } // if(isFired[indexOfPad])
 375               } // end loop on nActivatedPads
 376             } // if(nFiredPads) i.e. if some pads has fired
 377           } // close if(!isCloneOfThePrevious)
 378         } // close the selection on sector and plate
 379       } // end loop on hits for the current track
 380     } // end loop on ntracks
 381
 382     delete hitMap;
 383
 384     gAlice->TreeS()->Reset();
 385     gAlice->TreeS()->Fill();
 386     //gAlice->TreeS()->Write(0,TObject::kOverwrite) ;
 387     gAlice->TreeS()->AutoSave();
 388
 389     if(strstr(verboseOption,"all")){
 390       cout << "----------------------------------------" << endl;
 391       cout << "       <AliTOFSDigitizer>     " << endl;
 392       cout << "After sdigitizing " << nselectedHitsinEv << " hits" << " in event " << ievent << endl;
 393       //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, "
 394       cout << ntotalsdigitsinEv << " digits have been created " << endl;
 395       cout << "(" << nsignalsdigitsinEv << " due to signals and " <<  nnoisesdigitsinEv << " due to border effect)" << endl;
 396       cout << ntotalupdatesinEv << " total updates of the hit map have been performed in current event" << endl;
 397       cout << "----------------------------------------" << endl;
 398     }
 399
 400   } //event loop on events
 401
 402   // free used memory
 403   if (ftail){
 404     delete ftail;
 405     ftail = 0;
 406   }
 407
 408   nHitsFromSec=nselectedHits-nHitsFromPrim;
 409   if(strstr(verboseOption,"all")){
 410     cout << "----------------------------------------" << endl;
 411     cout << "----------------------------------------" << endl;
 412     cout << "-----------SDigitization Summary--------" << endl;
 413     cout << "       <AliTOFSDigitizer>     " << endl;
 414     cout << "After sdigitizing " << nselectedHits << " hits" << endl;
 415     cout << "in " << (fEvent2-fEvent1) << " events" << endl;
 416 //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, "
 417     cout << ntotalsdigits << " sdigits have been created " << endl;
 418     cout << "(" << nsignalsdigits << " due to signals and " <<  nnoisesdigits << " due to border effect)" << endl;
 419     cout << ntotalupdates << " total updates of the hit map have been performed" << endl;
 420     cout << "in " << nlargeTofDiff << " cases the time of flight difference is greater than 200 ps" << endl;
 421   }
 422
 423
 424   if(strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all")){
 425     gBenchmark->Stop("TOFSDigitizer");
 426     cout << "AliTOFSDigitizer:" << endl ;
 427     cout << "   took " << gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer") << " seconds in order to make sdigits "
 428          <<  gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer")/(fEvent2-fEvent1) << " seconds per event " << endl ;
 429     cout << endl ;
 430   }
 431
 432   Print("");
 433 }
 434
 435 //__________________________________________________________________
 436 void AliTOFSDigitizer::Print(Option_t* opt)const
 437 {
 438   cout << "------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 439
 440 }
 441
 442 //__________________________________________________________________
 443 void AliTOFSDigitizer::SelectSectorAndPlate(Int_t sector, Int_t plate)
 444 {
 445   Bool_t isaWrongSelection=(sector < 1) || (sector > AliTOFConstants::fgkNSectors) || (plate < 1) || (plate > AliTOFConstants::fgkNPlates);
 446   if(isaWrongSelection){
 447     cout << "You have selected an invalid value for sector or plate " << endl;
 448     cout << "The correct range for sector is [1,"<< AliTOFConstants::fgkNSectors <<"]" << endl;
 449     cout << "The correct range for plate  is [1,"<< AliTOFConstants::fgkNPlates  <<"]" << endl;
 450     cout << "By default we continue sdigitizing all hits in all plates of all sectors" << endl;
 451   } else {
 452     fSelectedSector=sector;
 453     fSelectedPlate =plate;
 454     cout << "SDigitizing only hits in plate " << fSelectedPlate << " of the sector " << fSelectedSector << endl;
 455   }
 456 }
 457
 458 //__________________________________________________________________
 459 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)
 460 {
 461   // Description:
 462   // Input:  z0, x0 - hit position in the strip system (0,0 - center of the strip), cm
 463   //         geantTime - time generated by Geant, ns
 464   // Output: nActivatedPads - the number of pads activated by the hit (1 || 2 || 4)
 465   //         nFiredPads - the number of pads fired (really activated) by the hit (nFiredPads <= nActivatedPads)
 466   //         qInduced[iPad]- charge induced on pad, arb. units
 467   //                         this array is initialized at zero by the caller
 468   //         tofAfterSimul[iPad] - time calculated with edge effect algorithm, ns
 469   //                                   this array is initialized at zero by the caller
 470   //         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.
 471   //                       The weight is given by the qInduced[iPad]/qCenterPad
 472   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
 473   //         nPlace[iPad] - the number of the pad place, iPad = 0, 1, 2, 3
 474   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
 475   //
 476   // Description of used variables:
 477   //         eff[iPad] - efficiency of the pad
 478   //         res[iPad] - resolution of the pad, ns
 479   //         timeWalk[iPad] - time walk of the pad, ns
 480   //         timeDelay[iPad] - time delay for neighbouring pad to hited pad, ns
 481   //         PadId[iPad] - Pad Identifier
 482   //                    E | F    -->   PadId[iPad] = 5 | 6
 483   //                    A | B    -->   PadId[iPad] = 1 | 2
 484   //                    C | D    -->   PadId[iPad] = 3 | 4
 485   //         nTail[iPad] - the tail number, = 1 for tailA, = 2 for tailB
 486   //         qCenterPad - charge extimated for each pad, arb. units
 487   //         weightsSum - sum of weights extimated for each pad fired, arb. units
 488
 489   const Float_t kSigmaForTail[2] = {AliTOFConstants::fgkSigmaForTail1,AliTOFConstants::fgkSigmaForTail2}; //for tail
 490   Int_t iz = 0, ix = 0;
 491   Float_t dX = 0., dZ = 0., x = 0., z = 0.;
 492   Float_t h = fHparameter, h2 = fH2parameter, k = fKparameter, k2 = fK2parameter;
 493   Float_t effX = 0., effZ = 0., resX = 0., resZ = 0., timeWalkX = 0., timeWalkZ = 0.;
 494   Float_t logOfqInd = 0.;
 495   Float_t weightsSum = 0.;
 496   Int_t nTail[4]  = {0,0,0,0};
 497   Int_t padId[4]  = {0,0,0,0};
 498   Float_t eff[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 499   Float_t res[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 500   //  Float_t qCenterPad = fMinimumCharge * fMinimumCharge;
 501   Float_t qCenterPad = 1.;
 502   Float_t timeWalk[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 503   Float_t timeDelay[4] = {0.,0.,0.,0.};
 504
 505   nActivatedPads = 0;
 506   nFiredPads = 0;
 507
 508   (z0 <= 0) ? iz = 0 : iz = 1;
 509   dZ = z0 + (0.5 * AliTOFConstants::fgkNpadZ - iz - 0.5) * AliTOFConstants::fgkZPad; // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
 510   z = 0.5 * AliTOFConstants::fgkZPad - TMath::Abs(dZ);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions
 511   iz++;                                                                              // z row: 1, ..., AliTOFConstants::fgkNpadZ = 2
 512   ix = (Int_t)((x0 + 0.5 * AliTOFConstants::fgkNpadX * AliTOFConstants::fgkXPad) / AliTOFConstants::fgkXPad);
 513   dX = x0 + (0.5 * AliTOFConstants::fgkNpadX - ix - 0.5) * AliTOFConstants::fgkXPad; // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
 514   x = 0.5 * AliTOFConstants::fgkXPad - TMath::Abs(dX);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions;
 515   ix++;                                                                              // x row: 1, ..., AliTOFConstants::fgkNpadX = 48
 516
 517   ////// Pad A:
 518   nActivatedPads++;
 519   nPlace[nActivatedPads-1] = (iz - 1) * AliTOFConstants::fgkNpadX + ix;
 520   qInduced[nActivatedPads-1] = qCenterPad;
 521   padId[nActivatedPads-1] = 1;
 522
 523   if (fEdgeEffect == 0) {
 524     eff[nActivatedPads-1] = fEffCenter;
 525     if (gRandom->Rndm() < eff[nActivatedPads-1]) {
 526       nFiredPads = 1;
 527       res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + fResCenter * fResCenter); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2  ns;
 528       isFired[nActivatedPads-1] = kTRUE;
 529       tofTime[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(geantTime + fTimeWalkCenter, res[0]);
 530       averageTime = tofTime[nActivatedPads-1];
 531     }
 532   } else {
 533
 534     if(z < h) {
 535       if(z < h2) {
 536         effZ = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * z / h2;
 537       } else {
 538         effZ = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (z - h2) / (h - h2);
 539       }
 540       resZ = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * z / h;
 541       timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * z / h;
 542       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
 543     } else {
 544       effZ = fEffCenter;
 545       resZ = fResCenter;
 546       timeWalkZ = fTimeWalkCenter;
 547     }
 548
 549     if(x < h) {
 550       if(x < h2) {
 551         effX = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * x / h2;
 552       } else {
 553         effX = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (x - h2) / (h - h2);
 554       }
 555       resX = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * x / h;
 556       timeWalkX = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * x / h;
 557       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
 558     } else {
 559       effX = fEffCenter;
 560       resX = fResCenter;
 561       timeWalkX = fTimeWalkCenter;
 562     }
 563
 564     (effZ<effX) ? eff[nActivatedPads-1] = effZ : eff[nActivatedPads-1] = effX;
 565     (resZ<resX) ? res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resX * resX) : res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resZ * resZ); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2  ns
 566     (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 *  timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 567
 568
 569     ////// Pad B:
 570     if(z < k2) {
 571       effZ = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (z / k2);
 572     } else {
 573       effZ = fEff3Boundary * (k - z) / (k - k2);
 574     }
 575     resZ = fResBoundary + fResSlope * z / k;
 576     timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope * z / k;
 577
 578     if(z < k && z > 0) {
 579       if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 580         nActivatedPads++;
 581         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFConstants::fgkNpadX;
 582         eff[nActivatedPads-1] = effZ;
 583         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resZ * resZ); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns
 584         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ; // ns
 585         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 586         if (fTimeDelayFlag) {
 587           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 588           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 589           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 590           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 591           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 592         } else {
 593           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 594         }
 595         padId[nActivatedPads-1] = 2;
 596       }
 597     }
 598
 599
 600     ////// Pad C, D, E, F:
 601     if(x < k2) {
 602       effX = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (x / k2);
 603     } else {
 604       effX = fEff3Boundary * (k - x) / (k - k2);
 605     }
 606     resX = fResBoundary + fResSlope*x/k;
 607     timeWalkX = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope*x/k;
 608
 609     if(x < k && x > 0) {
 610       //   C:
 611       if(ix > 1 && dX < 0) {
 612         nActivatedPads++;
 613         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] - 1;
 614         eff[nActivatedPads-1] = effX;
 615         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resX * resX); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns
 616         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 617         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 618         if (fTimeDelayFlag) {
 619           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 620           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 621           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 622           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 623           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 624         } else {
 625           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 626         }
 627         padId[nActivatedPads-1] = 3;
 628
 629         //     D:
 630         if(z < k && z > 0) {
 631           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 632             nActivatedPads++;
 633             nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFConstants::fgkNpadX - 1;
 634             eff[nActivatedPads-1] = effX * effZ;
 635             (resZ<resX) ? res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resX * resX) : res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resZ * resZ); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns
 636             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 637
 638             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 639             if (fTimeDelayFlag) {
 640               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
 641                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 642                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 643                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 644                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 645               } else {
 646                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 647                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 648                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 649                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 650               }
 651               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 652             } else {
 653               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 654             }
 655             padId[nActivatedPads-1] = 4;
 656           }
 657         }  // end D
 658       }  // end C
 659
 660       //   E:
 661       if(ix < AliTOFConstants::fgkNpadX && dX > 0) {
 662         nActivatedPads++;
 663         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + 1;
 664         eff[nActivatedPads-1] = effX;
 665         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * (TMath::Sqrt(10400 + 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] = 5;
 678
 679
 680         //     F:
 681         if(z < k && z > 0) {
 682           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 683             nActivatedPads++;
 684             nPlace[nActivatedPads - 1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFConstants::fgkNpadX + 1;
 685             eff[nActivatedPads - 1] = effX * effZ;
 686             (resZ<resX) ? res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resX * resX) : res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resZ * resZ); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns
 687             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001*timeWalkX; // ns
 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] = 6;
 706           }
 707         }  // end F
 708       }  // end E
 709     } // end if(x < k)
 710
 711
 712     for (Int_t iPad = 0; iPad < nActivatedPads; iPad++) {
 713       if (res[iPad] < fTimeResolution) res[iPad] = fTimeResolution;
 714       if(gRandom->Rndm() < eff[iPad]) {
 715         isFired[iPad] = kTRUE;
 716         nFiredPads++;
 717         if(fEdgeTails) {
 718           if(nTail[iPad] == 0) {
 719             tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
 720           } else {
 721             ftail->SetParameters(res[iPad], 2. * res[iPad], kSigmaForTail[nTail[iPad]-1]);
 722             Double_t timeAB = ftail->GetRandom();
 723             tofTime[iPad] = geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad] + timeAB;
 724           }
 725         } else {
 726           tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
 727         }
 728         if (fAverageTimeFlag) {
 729           averageTime += tofTime[iPad] * qInduced[iPad];
 730           weightsSum += qInduced[iPad];
 731         } else {
 732           averageTime += tofTime[iPad];
 733           weightsSum += 1.;
 734         }
 735       }
 736     }
 737     if (weightsSum!=0) averageTime /= weightsSum;
 738   } // end else (fEdgeEffect != 0)
 739 }
 740
 741 //__________________________________________________________________
 742 void AliTOFSDigitizer::PrintParameters()const
 743 {
 744   //
 745   // Print parameters used for sdigitization
 746   //
 747   cout << " ------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 748   cout << " Parameters used for TOF SDigitization " << endl ;
 749   //  Printing the parameters
 750
 751   cout << " Number of events:                        " << (fEvent2-fEvent1) << endl;
 752   cout << " from event " << fEvent1 << " to event " << (fEvent2-1) << endl;
 753   cout << " Time Resolution (ns) "<< fTimeResolution <<" Pad Efficiency: "<< fpadefficiency << endl;
 754   cout << " Edge Effect option:  "<<  fEdgeEffect<< endl;
 755
 756   cout << " Boundary Effect Simulation Parameters " << endl;
 757   cout << " Hparameter: "<< fHparameter<<"  H2parameter:"<< fH2parameter <<"  Kparameter:"<< fKparameter<<"  K2parameter: "<< fK2parameter << endl;
 758   cout << " Efficiency in the central region of the pad: "<< fEffCenter << endl;
 759   cout << " Efficiency at the boundary region of the pad: "<< fEffBoundary << endl;
 760   cout << " Efficiency value at H2parameter "<< fEff2Boundary << endl;
 761   cout << " Efficiency value at K2parameter "<< fEff3Boundary << endl;
 762   cout << " Resolution (ps) in the central region of the pad: "<< fResCenter << endl;
 763   cout << " Resolution (ps) at the boundary of the pad      : "<< fResBoundary << endl;
 764   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fResSlope <<endl;
 765   cout << " Time walk (ps) in the central region of the pad : "<< fTimeWalkCenter << endl;
 766   cout << " Time walk (ps) at the boundary of the pad       : "<< fTimeWalkBoundary<< endl;
 767   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fTimeWalkSlope<<endl;
 768   cout << " Pulse Heigth Simulation Parameters " << endl;
 769   cout << " Flag for delay due to the PulseHeightEffect: "<< fTimeDelayFlag <<endl;
 770   cout << " Pulse Height Slope                           : "<< fPulseHeightSlope<<endl;
 771   cout << " Time Delay Slope                             : "<< fTimeDelaySlope<<endl;
 772   cout << " Minimum charge amount which could be induced : "<< fMinimumCharge<<endl;
 773   cout << " Smearing in charge in (q1/q2) vs x plot      : "<< fChargeSmearing<<endl;
 774   cout << " Smearing in log of charge ratio              : "<< fLogChargeSmearing<<endl;
 775   cout << " Smearing in time in time vs log(q1/q2) plot  : "<< fTimeSmearing<<endl;
 776   cout << " Flag for average time                        : "<< fAverageTimeFlag<<endl;
 777   cout << " Edge tails option                            : "<< fEdgeTails << endl;
 778
 779 }