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
  29 #include <Riostream.h>
  30 #include <stdlib.h>
  31
  32 #include <TBenchmark.h>
  33 #include <TF1.h>
  34 #include <TFile.h>
  35 #include <TFolder.h>
  36 #include <TH1.h>
  37 #include <TParticle.h>
  38 #include <TROOT.h>
  39 #include <TSystem.h>
  40 #include <TTask.h>
  41 #include <TTree.h>
  42
  43 #include "AliDetector.h"
  44 #include "AliLoader.h"
  45 #include "AliRun.h"
  46 #include "AliRunLoader.h"
  47 #include "AliTOF.h"
  48 #include "AliTOFConstants.h"
  49 #include "AliTOFHitMap.h"
  50 #include "AliTOFSDigit.h"
  51 #include "AliTOFSDigitizer.h"
  52 #include "AliTOFhit.h"
  53 #include "AliTOFhitT0.h"
  54 #include "AliTOFv1.h"
  55 #include "AliTOFv2.h"
  56 #include "AliTOFv3.h"
  57 #include "AliTOFv4.h"
  58 #include "AliMC.h"
  59
  60 ClassImp(AliTOFSDigitizer)
  61
  62 //____________________________________________________________________________
  63   AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer():TTask("AliTOFSDigitizer","")
  64 {
  65   // ctor
  66
  67   fRunLoader     = 0 ;
  68
  69   fEvent1=0;
  70   fEvent2=0;
  71   ftail    = 0;
  72   fSelectedSector=-1; //0; // AdC
  73   fSelectedPlate =-1; //0; // AdC
  74 }
  75
  76 //____________________________________________________________________________
  77   AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer(const char* HeaderFile, Int_t evNumber1, Int_t nEvents):TTask("AliTOFSDigitizer","")
  78 {
  79   ftail    = 0;
  80   fSelectedSector=-1; //0; // AdC // by default we sdigitize all sectors
  81   fSelectedPlate =-1; //0; // AdC // by default we sdigitize all plates in all sectors
  82
  83   fHeadersFile = HeaderFile ; // input filename (with hits)
  84   TFile * file = (TFile*) gROOT->GetFile(fHeadersFile.Data() ) ;
  85
  86   //File was not opened yet
  87   // open file and get alirun object
  88   if(file == 0){
  89       file =    TFile::Open(fHeadersFile.Data(),"update") ;
  90       gAlice = (AliRun *) file->Get("gAlice") ;
  91   }
  92
  93   // add Task to //root/Tasks folder
  94   fRunLoader = AliRunLoader::Open(HeaderFile);//open session and mount on default event folder
  95   if (fRunLoader == 0x0)
  96    {
  97      Fatal("AliTOFSDigitizer","Event is not loaded. Exiting");
  98      return;
  99    }
 100
 101   if (nEvents<0) {
 102     fEvent1=0;
 103     fRunLoader->LoadHeader();
 104     fEvent2 = (Int_t)((fRunLoader->TreeE())->GetEntries());
 105   } else {
 106     fEvent1=evNumber1;
 107     fEvent2=fEvent1+nEvents;
 108   }
 109
 110   // init parameters for sdigitization
 111   InitParameters();
 112
 113   AliLoader* gime = fRunLoader->GetLoader("TOFLoader");
 114   if (gime == 0x0)
 115    {
 116      Fatal("AliTOFSDigitizer","Can not find TOF loader in event. Exiting.");
 117      return;
 118    }
 119   gime->PostSDigitizer(this);
 120 }
 121
 122 //____________________________________________________________________________
 123   AliTOFSDigitizer::~AliTOFSDigitizer()
 124 {
 125   // dtor
 126 }
 127
 128 //____________________________________________________________________________
 129 void AliTOFSDigitizer::InitParameters()
 130 {
 131   // set parameters for detector simulation
 132
 133   fTimeResolution =0.120;
 134   fpadefficiency  =0.99 ;
 135   fEdgeEffect     = 2   ;
 136   fEdgeTails      = 0   ;
 137   fHparameter     = 0.4 ;
 138   fH2parameter    = 0.15;
 139   fKparameter     = 0.5 ;
 140   fK2parameter    = 0.35;
 141   fEffCenter      = fpadefficiency;
 142   fEffBoundary    = 0.65;
 143   fEff2Boundary   = 0.90;
 144   fEff3Boundary   = 0.08;
 145   fResCenter      = 50. ;
 146   fResBoundary    = 70. ;
 147   fResSlope       = 40. ;
 148   fTimeWalkCenter = 0.  ;
 149   fTimeWalkBoundary=0.  ;
 150   fTimeWalkSlope  = 0.  ;
 151   fTimeDelayFlag  = 1   ;
 152   fPulseHeightSlope=2.0 ;
 153   fTimeDelaySlope =0.060;
 154   // was fMinimumCharge = TMath::Exp(fPulseHeightSlope*fKparameter/2.);
 155   fMinimumCharge = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope*fHparameter);
 156   fChargeSmearing=0.0   ;
 157   fLogChargeSmearing=0.13;
 158   fTimeSmearing   =0.022;
 159   fAverageTimeFlag=0    ;
 160   fTdcBin   = 50.;      // 1 TDC bin = 50 ps
 161   fAdcBin   = 0.25;     // 1 ADC bin = 0.25 pC (or 0.03 pC)
 162   fAdcMean  = 50.;     // ADC distribution mpv value for Landau (in bins)
 163                        // it corresponds to a mean value of ~100 bins
 164   fAdcRms   = 25.;     // ADC distribution rms value (in bins)
 165                        // it corresponds to distribution rms ~50 bins
 166 }
 167
 168 //__________________________________________________________________
 169 Double_t TimeWithTail(Double_t* x, Double_t* par)
 170 {
 171   // sigma - par[0], alpha - par[1], part - par[2]
 172   //  at x<part*sigma - gauss
 173   //  at x>part*sigma - TMath::Exp(-x/alpha)
 174   Float_t xx =x[0];
 175   Double_t f;
 176   if(xx<par[0]*par[2]) {
 177     f = TMath::Exp(-xx*xx/(2*par[0]*par[0]));
 178   } else {
 179     f = TMath::Exp(-(xx-par[0]*par[2])/par[1]-0.5*par[2]*par[2]);
 180   }
 181   return f;
 182 }
 183
 184
 185 //____________________________________________________________________________
 186 void AliTOFSDigitizer::Exec(Option_t *verboseOption, Option_t *allEvents) {
 187
 188   fRunLoader->LoadgAlice();
 189   //fRunLoader->LoadHeader();
 190   fRunLoader->LoadKinematics();
 191   gAlice = fRunLoader->GetAliRun();
 192
 193   AliLoader* gime = fRunLoader->GetLoader("TOFLoader");
 194   gime->LoadHits("read");
 195   gime->LoadSDigits("recreate");
 196   if(strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all"))
 197     gBenchmark->Start("TOFSDigitizer");
 198
 199   AliTOF *TOF = (AliTOF *) gAlice->GetDetector("TOF");
 200
 201   if (!TOF) {
 202     Error("AliTOFSDigitizer","TOF not found");
 203     return;
 204   }
 205
 206   // is pointer to fSDigits non zero after changes?
 207   cout<<"TOF fSDigits pointer:"<<TOF->SDigits()<<endl;
 208
 209   // recreate TClonesArray fSDigits - for backward compatibility
 210   if (TOF->SDigits() == 0) {
 211     TOF->CreateSDigitsArray();
 212   } else {
 213     TOF->RecreateSDigitsArray();
 214   }
 215
 216   Int_t version=TOF->IsVersion();
 217
 218   if (fEdgeTails) ftail = new TF1("tail",TimeWithTail,-2,2,3);
 219
 220   Int_t nselectedHits=0;
 221   Int_t ntotalsdigits=0;
 222   Int_t ntotalupdates=0;
 223   Int_t nnoisesdigits=0;
 224   Int_t nsignalsdigits=0;
 225   Int_t nHitsFromPrim=0;
 226   Int_t nHitsFromSec=0;
 227   Int_t nlargeTofDiff=0;
 228
 229   if (strstr(allEvents,"all")){
 230     fEvent1=0;
 231     fEvent2= (Int_t) gAlice->TreeE()->GetEntries();
 232   }
 233
 234   //Bool_t thereIsNotASelection=(fSelectedSector==0) && (fSelectedPlate==0); // AdC
 235   Bool_t thereIsNotASelection=(fSelectedSector==-1) && (fSelectedPlate==-1);
 236
 237   for (Int_t ievent = fEvent1; ievent < fEvent2; ievent++) {
 238     cout << "------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 239     cout << "Sdigitizing event " << ievent << endl;
 240
 241     Int_t nselectedHitsinEv=0;
 242     Int_t ntotalsdigitsinEv=0;
 243     Int_t ntotalupdatesinEv=0;
 244     Int_t nnoisesdigitsinEv=0;
 245     Int_t nsignalsdigitsinEv=0;
 246
 247     fRunLoader->GetEvent(ievent);
 248     TOF->SetTreeAddress();
 249     TTree *TH = gime->TreeH ();
 250     if (!TH)
 251       return;
 252     if (gime->TreeS () == 0)
 253       gime->MakeTree ("S");
 254
 255
 256     //Make branches
 257     char branchname[20];
 258     sprintf (branchname, "%s", TOF->GetName ());
 259     //Make branch for digits
 260     TOF->MakeBranch("S");
 261
 262     //Now made SDigits from hits
 263
 264
 265     TParticle *particle;
 266     //AliTOFhit *tofHit;
 267     TClonesArray *TOFhits = TOF->Hits();
 268
 269     // create hit map
 270     AliTOFHitMap *hitMap = new AliTOFHitMap(TOF->SDigits());
 271
 272     // increase performances in terms of CPU time
 273     //PH     TH->SetBranchStatus("*",0); // switch off all branches
 274     //PH     TH->SetBranchStatus("TOF*",1); // switch on only TOF
 275
 276     TBranch * tofHitsBranch = TH->GetBranch("TOF");
 277
 278     Int_t ntracks = static_cast<Int_t>(TH->GetEntries());
 279     for (Int_t track = 0; track < ntracks; track++)
 280     {
 281       gAlice->ResetHits();
 282       //PH      TH->GetEvent(track);
 283       tofHitsBranch->GetEvent(track);
 284       particle = gAlice->GetMCApp()->Particle(track);
 285       Int_t nhits = TOFhits->GetEntriesFast();
 286       // cleaning all hits of the same track in the same pad volume
 287       // it is a rare event, however it happens
 288
 289       Int_t previousTrack =-1; //0; // AdC
 290       Int_t previousSector=-1; //0; // AdC
 291       Int_t previousPlate =-1; //0; // AdC
 292       Int_t previousStrip =-1; //0; // AdC
 293       Int_t previousPadX  =-1; //0; // AdC
 294       Int_t previousPadZ  =-1; //0; // AdC
 295
 296       for (Int_t hit = 0; hit < nhits; hit++)
 297       {
 298         Int_t    vol[5];       // location for a digit
 299         Float_t  digit[2];     // TOF digit variables
 300         Int_t tracknum;
 301         Float_t Xpad;
 302         Float_t Zpad;
 303         Float_t geantTime;
 304
 305         // fp: really sorry for this, it is a temporary trick to have
 306         // track length too
 307         if(version!=6){
 308           AliTOFhit *tofHit = (AliTOFhit *) TOFhits->UncheckedAt(hit);
 309           tracknum = tofHit->GetTrack();
 310           vol[0] = tofHit->GetSector();
 311           vol[1] = tofHit->GetPlate();
 312           vol[2] = tofHit->GetStrip();
 313           vol[3] = tofHit->GetPadx();
 314           vol[4] = tofHit->GetPadz();
 315           Xpad = tofHit->GetDx();
 316           Zpad = tofHit->GetDz();
 317           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
 318         } else {
 319           AliTOFhitT0 *tofHit = (AliTOFhitT0 *) TOFhits->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           Xpad = tofHit->GetDx();
 327           Zpad = tofHit->GetDz();
 328           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
 329         }
 330
 331         geantTime *= 1.e+09;  // conversion from [s] to [ns]
 332
 333         // selection case for sdigitizing only hits in a given plate of a given sector
 334         if(thereIsNotASelection || (vol[0]==fSelectedSector && vol[1]==fSelectedPlate)){
 335
 336           Bool_t dummy=((tracknum==previousTrack) && (vol[0]==previousSector) && (vol[1]==previousPlate) && (vol[2]==previousStrip));
 337
 338           Bool_t isCloneOfThePrevious=dummy && ((vol[3]==previousPadX) && (vol[4]==previousPadZ));
 339
 340           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))));
 341
 342           if(!isCloneOfThePrevious && !isNeighOfThePrevious){
 343             // update "previous" values
 344             // in fact, we are yet in the future, so the present is past
 345             previousTrack=tracknum;
 346             previousSector=vol[0];
 347             previousPlate=vol[1];
 348             previousStrip=vol[2];
 349             previousPadX=vol[3];
 350             previousPadZ=vol[4];
 351
 352             nselectedHits++;
 353             nselectedHitsinEv++;
 354             if (particle->GetFirstMother() < 0){
 355               nHitsFromPrim++;
 356             } // counts hits due to primary particles
 357
 358             //Float_t xStrip=AliTOFConstants::fgkXPad*(vol[3]-0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadX)+Xpad;
 359             //Float_t zStrip=AliTOFConstants::fgkZPad*(vol[4]-0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadZ)+Zpad;
 360             Float_t xStrip=AliTOFConstants::fgkXPad*(vol[3]+0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadX)+Xpad; // AdC
 361             Float_t zStrip=AliTOFConstants::fgkZPad*(vol[4]+0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadZ)+Zpad; // AdC
 362
 363             //cout << "geantTime " << geantTime << " [ns]" << endl;
 364             Int_t nActivatedPads = 0, nFiredPads = 0;
 365             Bool_t isFired[4] = {kFALSE, kFALSE, kFALSE, kFALSE};
 366             Float_t tofAfterSimul[4] = {0., 0., 0., 0.};
 367             Float_t qInduced[4] = {0.,0.,0.,0.};
 368             Int_t nPlace[4] = {0, 0, 0, 0};
 369             Float_t averageTime = 0.;
 370             SimulateDetectorResponse(zStrip,xStrip,geantTime,nActivatedPads,nFiredPads,isFired,nPlace,qInduced,tofAfterSimul,averageTime);
 371             if(nFiredPads) {
 372               for(Int_t indexOfPad=0; indexOfPad<nActivatedPads; indexOfPad++) {
 373                 if(isFired[indexOfPad]){ // the pad has fired
 374                   Float_t timediff=geantTime-tofAfterSimul[indexOfPad];
 375
 376                   if(timediff>=0.2) nlargeTofDiff++;
 377
 378                   digit[0] = (Int_t) ((tofAfterSimul[indexOfPad]*1.e+03)/fTdcBin); // TDC bin number (each bin -> 50. ps)
 379
 380                   Float_t landauFactor = gRandom->Landau(fAdcMean, fAdcRms);
 381                   digit[1] = (Int_t) (qInduced[indexOfPad] * landauFactor); // ADC bins (each bin -> 0.25 (or 0.03) pC)
 382
 383                   // recalculate the volume only for neighbouring pads
 384                   if(indexOfPad){
 385                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFConstants::fgkNpadX) ? vol[4] = 0/*1*/ : vol[4] = 1/*2*/; // AdC
 386                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFConstants::fgkNpadX) ? vol[3] = nPlace[indexOfPad] - 1 : vol[3] = nPlace[indexOfPad] - AliTOFConstants::fgkNpadX - 1; // AdC
 387                   }
 388
 389                   // check if two sdigit are on the same pad; in that case we sum
 390                   // the two or more sdigits
 391                   if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty) {
 392                     AliTOFSDigit *sdig = static_cast<AliTOFSDigit*>(hitMap->GetHit(vol));
 393                     Int_t tdctime = (Int_t) digit[0];
 394                     Int_t adccharge = (Int_t) digit[1];
 395                     sdig->Update(fTdcBin,tdctime,adccharge,tracknum);
 396                     ntotalupdatesinEv++;
 397                     ntotalupdates++;
 398                   } else {
 399
 400                     TOF->AddSDigit(tracknum, vol, digit);
 401
 402                     if(indexOfPad){
 403                       nnoisesdigits++;
 404                       nnoisesdigitsinEv++;
 405                     } else {
 406                       nsignalsdigits++;
 407                       nsignalsdigitsinEv++;
 408                     }
 409                     ntotalsdigitsinEv++;
 410                     ntotalsdigits++;
 411                     hitMap->SetHit(vol);
 412                   } // if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty)
 413                 } // if(isFired[indexOfPad])
 414               } // end loop on nActivatedPads
 415             } // if(nFiredPads) i.e. if some pads has fired
 416           } // close if(!isCloneOfThePrevious)
 417         } // close the selection on sector and plate
 418       } // end loop on hits for the current track
 419     } // end loop on ntracks
 420
 421     delete hitMap;
 422
 423     gime->TreeS()->Reset();
 424     gime->TreeS()->Fill();
 425     //gAlice->TreeS()->Write(0,TObject::kOverwrite) ;
 426     gime->WriteSDigits("OVERWRITE");
 427
 428     if(strstr(verboseOption,"all")){
 429       cout << "----------------------------------------" << endl;
 430       cout << "       <AliTOFSDigitizer>     " << endl;
 431       cout << "After sdigitizing " << nselectedHitsinEv << " hits" << " in event " << ievent << endl;
 432       //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, "
 433       cout << ntotalsdigitsinEv << " digits have been created " << endl;
 434       cout << "(" << nsignalsdigitsinEv << " due to signals and " <<  nnoisesdigitsinEv << " due to border effect)" << endl;
 435       cout << ntotalupdatesinEv << " total updates of the hit map have been performed in current event" << endl;
 436       cout << "----------------------------------------" << endl;
 437     }
 438
 439   } //event loop on events
 440
 441   // free used memory
 442   if (ftail){
 443     delete ftail;
 444     ftail = 0;
 445   }
 446
 447   nHitsFromSec=nselectedHits-nHitsFromPrim;
 448   if(strstr(verboseOption,"all")){
 449     cout << "----------------------------------------" << endl;
 450     cout << "----------------------------------------" << endl;
 451     cout << "-----------SDigitization Summary--------" << endl;
 452     cout << "       <AliTOFSDigitizer>     " << endl;
 453     cout << "After sdigitizing " << nselectedHits << " hits" << endl;
 454     cout << "in " << (fEvent2-fEvent1) << " events" << endl;
 455 //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, "
 456     cout << ntotalsdigits << " sdigits have been created " << endl;
 457     cout << "(" << nsignalsdigits << " due to signals and " <<  nnoisesdigits << " due to border effect)" << endl;
 458     cout << ntotalupdates << " total updates of the hit map have been performed" << endl;
 459     cout << "in " << nlargeTofDiff << " cases the time of flight difference is greater than 200 ps" << endl;
 460   }
 461
 462
 463   if(strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all")){
 464     gBenchmark->Stop("TOFSDigitizer");
 465     cout << "AliTOFSDigitizer:" << endl ;
 466     cout << "   took " << gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer") << " seconds in order to make sdigits "
 467          <<  gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer")/(fEvent2-fEvent1) << " seconds per event " << endl ;
 468     cout << endl ;
 469   }
 470
 471   Print("");
 472 }
 473
 474 //__________________________________________________________________
 475 void AliTOFSDigitizer::Print(Option_t* /*opt*/)const
 476 {
 477   cout << "------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 478
 479 }
 480
 481 //__________________________________________________________________
 482 void AliTOFSDigitizer::SelectSectorAndPlate(Int_t sector, Int_t plate)
 483 {
 484   //Bool_t isaWrongSelection=(sector < 1) || (sector > AliTOFConstants::fgkNSectors) || (plate < 1) || (plate > AliTOFConstants::fgkNPlates);
 485   Bool_t isaWrongSelection=(sector < 0) || (sector >= AliTOFConstants::fgkNSectors) || (plate < 0) || (plate >= AliTOFConstants::fgkNPlates); // AdC
 486   if(isaWrongSelection){
 487     cout << "You have selected an invalid value for sector or plate " << endl;
 488     //cout << "The correct range for sector is [1,"<< AliTOFConstants::fgkNSectors <<"]" << endl;
 489     //cout << "The correct range for plate  is [1,"<< AliTOFConstants::fgkNPlates  <<"]" << endl;
 490     cout << "The correct range for sector is [0,"<< AliTOFConstants::fgkNSectors-1 <<"]\n"; // AdC
 491     cout << "The correct range for plate  is [0,"<< AliTOFConstants::fgkNPlates-1  <<"]\n"; // AdC
 492     cout << "By default we continue sdigitizing all hits in all plates of all sectors" << endl;
 493   } else {
 494     fSelectedSector=sector;
 495     fSelectedPlate =plate;
 496     cout << "SDigitizing only hits in plate " << fSelectedPlate << " of the sector " << fSelectedSector << endl;
 497   }
 498 }
 499
 500 //__________________________________________________________________
 501 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)
 502 {
 503   // Description:
 504   // Input:  z0, x0 - hit position in the strip system (0,0 - center of the strip), cm
 505   //         geantTime - time generated by Geant, ns
 506   // Output: nActivatedPads - the number of pads activated by the hit (1 || 2 || 4)
 507   //         nFiredPads - the number of pads fired (really activated) by the hit (nFiredPads <= nActivatedPads)
 508   //         qInduced[iPad]- charge induced on pad, arb. units
 509   //                         this array is initialized at zero by the caller
 510   //         tofAfterSimul[iPad] - time calculated with edge effect algorithm, ns
 511   //                                   this array is initialized at zero by the caller
 512   //         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.
 513   //                       The weight is given by the qInduced[iPad]/qCenterPad
 514   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
 515   //         nPlace[iPad] - the number of the pad place, iPad = 0, 1, 2, 3
 516   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
 517   //
 518   // Description of used variables:
 519   //         eff[iPad] - efficiency of the pad
 520   //         res[iPad] - resolution of the pad, ns
 521   //         timeWalk[iPad] - time walk of the pad, ns
 522   //         timeDelay[iPad] - time delay for neighbouring pad to hited pad, ns
 523   //         PadId[iPad] - Pad Identifier
 524   //                    E | F    -->   PadId[iPad] = 5 | 6
 525   //                    A | B    -->   PadId[iPad] = 1 | 2
 526   //                    C | D    -->   PadId[iPad] = 3 | 4
 527   //         nTail[iPad] - the tail number, = 1 for tailA, = 2 for tailB
 528   //         qCenterPad - charge extimated for each pad, arb. units
 529   //         weightsSum - sum of weights extimated for each pad fired, arb. units
 530
 531   const Float_t kSigmaForTail[2] = {AliTOFConstants::fgkSigmaForTail1,AliTOFConstants::fgkSigmaForTail2}; //for tail
 532   Int_t iz = 0, ix = 0;
 533   Float_t dX = 0., dZ = 0., x = 0., z = 0.;
 534   Float_t h = fHparameter, h2 = fH2parameter, k = fKparameter, k2 = fK2parameter;
 535   Float_t effX = 0., effZ = 0., resX = 0., resZ = 0., timeWalkX = 0., timeWalkZ = 0.;
 536   Float_t logOfqInd = 0.;
 537   Float_t weightsSum = 0.;
 538   Int_t nTail[4]  = {0,0,0,0};
 539   Int_t padId[4]  = {0,0,0,0};
 540   Float_t eff[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 541   Float_t res[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 542   //  Float_t qCenterPad = fMinimumCharge * fMinimumCharge;
 543   Float_t qCenterPad = 1.;
 544   Float_t timeWalk[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 545   Float_t timeDelay[4] = {0.,0.,0.,0.};
 546
 547   nActivatedPads = 0;
 548   nFiredPads = 0;
 549
 550   (z0 <= 0) ? iz = 0 : iz = 1;
 551   dZ = z0 + (0.5 * AliTOFConstants::fgkNpadZ - iz - 0.5) * AliTOFConstants::fgkZPad; // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
 552   z = 0.5 * AliTOFConstants::fgkZPad - TMath::Abs(dZ);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions
 553   iz++;                                                                              // z row: 1, ..., AliTOFConstants::fgkNpadZ = 2
 554   ix = (Int_t)((x0 + 0.5 * AliTOFConstants::fgkNpadX * AliTOFConstants::fgkXPad) / AliTOFConstants::fgkXPad);
 555   dX = x0 + (0.5 * AliTOFConstants::fgkNpadX - ix - 0.5) * AliTOFConstants::fgkXPad; // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
 556   x = 0.5 * AliTOFConstants::fgkXPad - TMath::Abs(dX);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions;
 557   ix++;                                                                              // x row: 1, ..., AliTOFConstants::fgkNpadX = 48
 558
 559   ////// Pad A:
 560   nActivatedPads++;
 561   nPlace[nActivatedPads-1] = (iz - 1) * AliTOFConstants::fgkNpadX + ix;
 562   qInduced[nActivatedPads-1] = qCenterPad;
 563   padId[nActivatedPads-1] = 1;
 564
 565   if (fEdgeEffect == 0) {
 566     eff[nActivatedPads-1] = fEffCenter;
 567     if (gRandom->Rndm() < eff[nActivatedPads-1]) {
 568       nFiredPads = 1;
 569       res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + fResCenter * fResCenter); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2  ns;
 570       isFired[nActivatedPads-1] = kTRUE;
 571       tofTime[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(geantTime + fTimeWalkCenter, res[0]);
 572       averageTime = tofTime[nActivatedPads-1];
 573     }
 574   } else {
 575
 576     if(z < h) {
 577       if(z < h2) {
 578         effZ = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * z / h2;
 579       } else {
 580         effZ = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (z - h2) / (h - h2);
 581       }
 582       resZ = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * z / h;
 583       timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * z / h;
 584       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
 585     } else {
 586       effZ = fEffCenter;
 587       resZ = fResCenter;
 588       timeWalkZ = fTimeWalkCenter;
 589     }
 590
 591     if(x < h) {
 592       if(x < h2) {
 593         effX = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * x / h2;
 594       } else {
 595         effX = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (x - h2) / (h - h2);
 596       }
 597       resX = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * x / h;
 598       timeWalkX = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * x / h;
 599       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
 600     } else {
 601       effX = fEffCenter;
 602       resX = fResCenter;
 603       timeWalkX = fTimeWalkCenter;
 604     }
 605
 606     (effZ<effX) ? eff[nActivatedPads-1] = effZ : eff[nActivatedPads-1] = effX;
 607     (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
 608     (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 *  timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 609
 610
 611     ////// Pad B:
 612     if(z < k2) {
 613       effZ = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (z / k2);
 614     } else {
 615       effZ = fEff3Boundary * (k - z) / (k - k2);
 616     }
 617     resZ = fResBoundary + fResSlope * z / k;
 618     timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope * z / k;
 619
 620     if(z < k && z > 0) {
 621       if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 622         nActivatedPads++;
 623         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFConstants::fgkNpadX;
 624         eff[nActivatedPads-1] = effZ;
 625         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resZ * resZ); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns
 626         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ; // ns
 627         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 628         if (fTimeDelayFlag) {
 629           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 630           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 631           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 632           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 633           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 634         } else {
 635           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 636         }
 637         padId[nActivatedPads-1] = 2;
 638       }
 639     }
 640
 641
 642     ////// Pad C, D, E, F:
 643     if(x < k2) {
 644       effX = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (x / k2);
 645     } else {
 646       effX = fEff3Boundary * (k - x) / (k - k2);
 647     }
 648     resX = fResBoundary + fResSlope*x/k;
 649     timeWalkX = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope*x/k;
 650
 651     if(x < k && x > 0) {
 652       //   C:
 653       if(ix > 1 && dX < 0) {
 654         nActivatedPads++;
 655         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] - 1;
 656         eff[nActivatedPads-1] = effX;
 657         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resX * resX); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns
 658         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 659         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 660         if (fTimeDelayFlag) {
 661           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 662           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 663           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 664           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 665           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 666         } else {
 667           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 668         }
 669         padId[nActivatedPads-1] = 3;
 670
 671         //     D:
 672         if(z < k && z > 0) {
 673           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 674             nActivatedPads++;
 675             nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFConstants::fgkNpadX - 1;
 676             eff[nActivatedPads-1] = effX * effZ;
 677             (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
 678             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 679
 680             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 681             if (fTimeDelayFlag) {
 682               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
 683                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 684                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 685                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 686                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 687               } else {
 688                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 689                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 690                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 691                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 692               }
 693               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 694             } else {
 695               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 696             }
 697             padId[nActivatedPads-1] = 4;
 698           }
 699         }  // end D
 700       }  // end C
 701
 702       //   E:
 703       if(ix < AliTOFConstants::fgkNpadX && dX > 0) {
 704         nActivatedPads++;
 705         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + 1;
 706         eff[nActivatedPads-1] = effX;
 707         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * (TMath::Sqrt(10400 + resX * resX)); // ns
 708         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 709         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 710         if (fTimeDelayFlag) {
 711           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 712           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 713           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 714           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 715           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 716         } else {
 717           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 718         }
 719         padId[nActivatedPads-1] = 5;
 720
 721
 722         //     F:
 723         if(z < k && z > 0) {
 724           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 725             nActivatedPads++;
 726             nPlace[nActivatedPads - 1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFConstants::fgkNpadX + 1;
 727             eff[nActivatedPads - 1] = effX * effZ;
 728             (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
 729             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001*timeWalkX; // ns
 730             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 731             if (fTimeDelayFlag) {
 732               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
 733                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 734                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 735                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 736                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 737               } else {
 738                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 739                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 740                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 741                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 742               }
 743               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 744             } else {
 745               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 746             }
 747             padId[nActivatedPads-1] = 6;
 748           }
 749         }  // end F
 750       }  // end E
 751     } // end if(x < k)
 752
 753
 754     for (Int_t iPad = 0; iPad < nActivatedPads; iPad++) {
 755       if (res[iPad] < fTimeResolution) res[iPad] = fTimeResolution;
 756       if(gRandom->Rndm() < eff[iPad]) {
 757         isFired[iPad] = kTRUE;
 758         nFiredPads++;
 759         if(fEdgeTails) {
 760           if(nTail[iPad] == 0) {
 761             tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
 762           } else {
 763             ftail->SetParameters(res[iPad], 2. * res[iPad], kSigmaForTail[nTail[iPad]-1]);
 764             Double_t timeAB = ftail->GetRandom();
 765             tofTime[iPad] = geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad] + timeAB;
 766           }
 767         } else {
 768           tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
 769         }
 770         if (fAverageTimeFlag) {
 771           averageTime += tofTime[iPad] * qInduced[iPad];
 772           weightsSum += qInduced[iPad];
 773         } else {
 774           averageTime += tofTime[iPad];
 775           weightsSum += 1.;
 776         }
 777       }
 778     }
 779     if (weightsSum!=0) averageTime /= weightsSum;
 780   } // end else (fEdgeEffect != 0)
 781 }
 782
 783 //__________________________________________________________________
 784 void AliTOFSDigitizer::PrintParameters()const
 785 {
 786   //
 787   // Print parameters used for sdigitization
 788   //
 789   cout << " ------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 790   cout << " Parameters used for TOF SDigitization " << endl ;
 791   //  Printing the parameters
 792
 793   cout << " Number of events:                        " << (fEvent2-fEvent1) << endl;
 794   cout << " from event " << fEvent1 << " to event " << (fEvent2-1) << endl;
 795   cout << " Time Resolution (ns) "<< fTimeResolution <<" Pad Efficiency: "<< fpadefficiency << endl;
 796   cout << " Edge Effect option:  "<<  fEdgeEffect<< endl;
 797
 798   cout << " Boundary Effect Simulation Parameters " << endl;
 799   cout << " Hparameter: "<< fHparameter<<"  H2parameter:"<< fH2parameter <<"  Kparameter:"<< fKparameter<<"  K2parameter: "<< fK2parameter << endl;
 800   cout << " Efficiency in the central region of the pad: "<< fEffCenter << endl;
 801   cout << " Efficiency at the boundary region of the pad: "<< fEffBoundary << endl;
 802   cout << " Efficiency value at H2parameter "<< fEff2Boundary << endl;
 803   cout << " Efficiency value at K2parameter "<< fEff3Boundary << endl;
 804   cout << " Resolution (ps) in the central region of the pad: "<< fResCenter << endl;
 805   cout << " Resolution (ps) at the boundary of the pad      : "<< fResBoundary << endl;
 806   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fResSlope <<endl;
 807   cout << " Time walk (ps) in the central region of the pad : "<< fTimeWalkCenter << endl;
 808   cout << " Time walk (ps) at the boundary of the pad       : "<< fTimeWalkBoundary<< endl;
 809   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fTimeWalkSlope<<endl;
 810   cout << " Pulse Heigth Simulation Parameters " << endl;
 811   cout << " Flag for delay due to the PulseHeightEffect: "<< fTimeDelayFlag <<endl;
 812   cout << " Pulse Height Slope                           : "<< fPulseHeightSlope<<endl;
 813   cout << " Time Delay Slope                             : "<< fTimeDelaySlope<<endl;
 814   cout << " Minimum charge amount which could be induced : "<< fMinimumCharge<<endl;
 815   cout << " Smearing in charge in (q1/q2) vs x plot      : "<< fChargeSmearing<<endl;
 816   cout << " Smearing in log of charge ratio              : "<< fLogChargeSmearing<<endl;
 817   cout << " Smearing in time in time vs log(q1/q2) plot  : "<< fTimeSmearing<<endl;
 818   cout << " Flag for average time                        : "<< fAverageTimeFlag<<endl;
 819   cout << " Edge tails option                            : "<< fEdgeTails << endl;
 820
 821 }