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  *                                                                        *
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   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(char* HeaderFile, Int_t evNumber1, Int_t nEvents):TTask("AliTOFSDigitizer","")
  78 {
  79   fEvent1=evNumber1;
  80   fEvent2=fEvent1+nEvents;
  81   ftail    = 0;
  82   fSelectedSector=-1; //0; // AdC // by default we sdigitize all sectors
  83   fSelectedPlate =-1; //0; // AdC // 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
  89   // open file and get alirun object
  90   if(file == 0){
  91       file =    TFile::Open(fHeadersFile.Data(),"update") ;
  92       gAlice = (AliRun *) file->Get("gAlice") ;
  93   }
  94
  95   // init parameters for sdigitization
  96   InitParameters();
  97
  98   // add Task to //root/Tasks folder
  99   fRunLoader = AliRunLoader::Open(HeaderFile);//open session and mount on default event folder
 100   if (fRunLoader == 0x0)
 101    {
 102      Fatal("AliTOFSDigitizer","Event is not loaded. Exiting");
 103      return;
 104    }
 105   AliLoader* gime = fRunLoader->GetLoader("TOFLoader");
 106   if (gime == 0x0)
 107    {
 108      Fatal("AliTOFSDigitizer","Can not find TOF loader in event. Exiting.");
 109      return;
 110    }
 111   gime->PostSDigitizer(this);
 112 }
 113
 114 //____________________________________________________________________________
 115   AliTOFSDigitizer::~AliTOFSDigitizer()
 116 {
 117   // dtor
 118 }
 119
 120 //____________________________________________________________________________
 121 void AliTOFSDigitizer::InitParameters()
 122 {
 123   // set parameters for detector simulation
 124
 125   fTimeResolution =0.120;
 126   fpadefficiency  =0.99 ;
 127   fEdgeEffect     = 2   ;
 128   fEdgeTails      = 0   ;
 129   fHparameter     = 0.4 ;
 130   fH2parameter    = 0.15;
 131   fKparameter     = 0.5 ;
 132   fK2parameter    = 0.35;
 133   fEffCenter      = fpadefficiency;
 134   fEffBoundary    = 0.65;
 135   fEff2Boundary   = 0.90;
 136   fEff3Boundary   = 0.08;
 137   fResCenter      = 50. ;
 138   fResBoundary    = 70. ;
 139   fResSlope       = 40. ;
 140   fTimeWalkCenter = 0.  ;
 141   fTimeWalkBoundary=0.  ;
 142   fTimeWalkSlope  = 0.  ;
 143   fTimeDelayFlag  = 1   ;
 144   fPulseHeightSlope=2.0 ;
 145   fTimeDelaySlope =0.060;
 146   // was fMinimumCharge = TMath::Exp(fPulseHeightSlope*fKparameter/2.);
 147   fMinimumCharge = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope*fHparameter);
 148   fChargeSmearing=0.0   ;
 149   fLogChargeSmearing=0.13;
 150   fTimeSmearing   =0.022;
 151   fAverageTimeFlag=0    ;
 152   fTdcBin   = 50.;      // 1 TDC bin = 50 ps
 153   fAdcBin   = 0.25;     // 1 ADC bin = 0.25 pC (or 0.03 pC)
 154   fAdcMean  = 50.;     // ADC distribution mpv value for Landau (in bins)
 155                        // it corresponds to a mean value of ~100 bins
 156   fAdcRms   = 25.;     // ADC distribution rms value (in bins)
 157                        // it corresponds to distribution rms ~50 bins
 158 }
 159
 160 //__________________________________________________________________
 161 Double_t TimeWithTail(Double_t* x, Double_t* par)
 162 {
 163   // sigma - par[0], alpha - par[1], part - par[2]
 164   //  at x<part*sigma - gauss
 165   //  at x>part*sigma - TMath::Exp(-x/alpha)
 166   Float_t xx =x[0];
 167   Double_t f;
 168   if(xx<par[0]*par[2]) {
 169     f = TMath::Exp(-xx*xx/(2*par[0]*par[0]));
 170   } else {
 171     f = TMath::Exp(-(xx-par[0]*par[2])/par[1]-0.5*par[2]*par[2]);
 172   }
 173   return f;
 174 }
 175
 176
 177 //____________________________________________________________________________
 178 void AliTOFSDigitizer::Exec(Option_t *verboseOption, Option_t *allEvents) {
 179
 180   fRunLoader->LoadgAlice();
 181   fRunLoader->LoadHeader();
 182   fRunLoader->LoadKinematics();
 183   gAlice = fRunLoader->GetAliRun();
 184
 185   AliLoader* gime = fRunLoader->GetLoader("TOFLoader");
 186   gime->LoadHits("read");
 187   gime->LoadSDigits("recreate");
 188   if(strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all"))
 189     gBenchmark->Start("TOFSDigitizer");
 190
 191   AliTOF *TOF = (AliTOF *) gAlice->GetDetector("TOF");
 192
 193   if (!TOF) {
 194     Error("AliTOFSDigitizer","TOF not found");
 195     return;
 196   }
 197
 198   // is pointer to fSDigits non zero after changes?
 199   cout<<"TOF fSDigits pointer:"<<TOF->SDigits()<<endl;
 200
 201   // recreate TClonesArray fSDigits - for backward compatibility
 202   if (TOF->SDigits() == 0) {
 203     TOF->CreateSDigitsArray();
 204   } else {
 205     TOF->RecreateSDigitsArray();
 206   }
 207
 208   Int_t version=TOF->IsVersion();
 209
 210   if (fEdgeTails) ftail = new TF1("tail",TimeWithTail,-2,2,3);
 211
 212   Int_t nselectedHits=0;
 213   Int_t ntotalsdigits=0;
 214   Int_t ntotalupdates=0;
 215   Int_t nnoisesdigits=0;
 216   Int_t nsignalsdigits=0;
 217   Int_t nHitsFromPrim=0;
 218   Int_t nHitsFromSec=0;
 219   Int_t nlargeTofDiff=0;
 220
 221   if (strstr(allEvents,"all")){
 222     fEvent1=0;
 223     fEvent2= (Int_t) gAlice->TreeE()->GetEntries();
 224   }
 225
 226   //Bool_t thereIsNotASelection=(fSelectedSector==0) && (fSelectedPlate==0); // AdC
 227   Bool_t thereIsNotASelection=(fSelectedSector==-1) && (fSelectedPlate==-1);
 228
 229   for (Int_t ievent = fEvent1; ievent < fEvent2; ievent++) {
 230     cout << "------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 231     cout << "Sdigitizing event " << ievent << endl;
 232
 233     Int_t nselectedHitsinEv=0;
 234     Int_t ntotalsdigitsinEv=0;
 235     Int_t ntotalupdatesinEv=0;
 236     Int_t nnoisesdigitsinEv=0;
 237     Int_t nsignalsdigitsinEv=0;
 238
 239     fRunLoader->GetEvent(ievent);
 240     TOF->SetTreeAddress();
 241     TTree *TH = gime->TreeH ();
 242     if (!TH)
 243       return;
 244     if (gime->TreeS () == 0)
 245       gime->MakeTree ("S");
 246
 247
 248     //Make branches
 249     char branchname[20];
 250     sprintf (branchname, "%s", TOF->GetName ());
 251     //Make branch for digits
 252     TOF->MakeBranch("S");
 253
 254     //Now made SDigits from hits
 255
 256
 257     TParticle *particle;
 258     //AliTOFhit *tofHit;
 259     TClonesArray *TOFhits = TOF->Hits();
 260
 261     // create hit map
 262     AliTOFHitMap *hitMap = new AliTOFHitMap(TOF->SDigits());
 263
 264     // increase performances in terms of CPU time
 265     //PH     TH->SetBranchStatus("*",0); // switch off all branches
 266     //PH     TH->SetBranchStatus("TOF*",1); // switch on only TOF
 267
 268     TBranch * tofHitsBranch = TH->GetBranch("TOF");
 269
 270     Int_t ntracks = static_cast<Int_t>(TH->GetEntries());
 271     for (Int_t track = 0; track < ntracks; track++)
 272     {
 273       gAlice->ResetHits();
 274       //PH      TH->GetEvent(track);
 275       tofHitsBranch->GetEvent(track);
 276       particle = gAlice->GetMCApp()->Particle(track);
 277       Int_t nhits = TOFhits->GetEntriesFast();
 278       // cleaning all hits of the same track in the same pad volume
 279       // it is a rare event, however it happens
 280
 281       Int_t previousTrack =-1; //0; // AdC
 282       Int_t previousSector=-1; //0; // AdC
 283       Int_t previousPlate =-1; //0; // AdC
 284       Int_t previousStrip =-1; //0; // AdC
 285       Int_t previousPadX  =-1; //0; // AdC
 286       Int_t previousPadZ  =-1; //0; // AdC
 287
 288       for (Int_t hit = 0; hit < nhits; hit++)
 289       {
 290         Int_t    vol[5];       // location for a digit
 291         Float_t  digit[2];     // TOF digit variables
 292         Int_t tracknum;
 293         Float_t Xpad;
 294         Float_t Zpad;
 295         Float_t geantTime;
 296
 297         // fp: really sorry for this, it is a temporary trick to have
 298         // track length too
 299         if(version!=6){
 300           AliTOFhit *tofHit = (AliTOFhit *) TOFhits->UncheckedAt(hit);
 301           tracknum = tofHit->GetTrack();
 302           vol[0] = tofHit->GetSector();
 303           vol[1] = tofHit->GetPlate();
 304           vol[2] = tofHit->GetStrip();
 305           vol[3] = tofHit->GetPadx();
 306           vol[4] = tofHit->GetPadz();
 307           Xpad = tofHit->GetDx();
 308           Zpad = tofHit->GetDz();
 309           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
 310         } else {
 311           AliTOFhitT0 *tofHit = (AliTOFhitT0 *) TOFhits->UncheckedAt(hit);
 312           tracknum = tofHit->GetTrack();
 313           vol[0] = tofHit->GetSector();
 314           vol[1] = tofHit->GetPlate();
 315           vol[2] = tofHit->GetStrip();
 316           vol[3] = tofHit->GetPadx();
 317           vol[4] = tofHit->GetPadz();
 318           Xpad = tofHit->GetDx();
 319           Zpad = tofHit->GetDz();
 320           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
 321         }
 322
 323         geantTime *= 1.e+09;  // conversion from [s] to [ns]
 324
 325         // selection case for sdigitizing only hits in a given plate of a given sector
 326         if(thereIsNotASelection || (vol[0]==fSelectedSector && vol[1]==fSelectedPlate)){
 327
 328           Bool_t dummy=((tracknum==previousTrack) && (vol[0]==previousSector) && (vol[1]==previousPlate) && (vol[2]==previousStrip));
 329
 330           Bool_t isCloneOfThePrevious=dummy && ((vol[3]==previousPadX) && (vol[4]==previousPadZ));
 331
 332           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))));
 333
 334           if(!isCloneOfThePrevious && !isNeighOfThePrevious){
 335             // update "previous" values
 336             // in fact, we are yet in the future, so the present is past
 337             previousTrack=tracknum;
 338             previousSector=vol[0];
 339             previousPlate=vol[1];
 340             previousStrip=vol[2];
 341             previousPadX=vol[3];
 342             previousPadZ=vol[4];
 343
 344             nselectedHits++;
 345             nselectedHitsinEv++;
 346             if (particle->GetFirstMother() < 0){
 347               nHitsFromPrim++;
 348             } // counts hits due to primary particles
 349
 350             //Float_t xStrip=AliTOFConstants::fgkXPad*(vol[3]-0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadX)+Xpad;
 351             //Float_t zStrip=AliTOFConstants::fgkZPad*(vol[4]-0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadZ)+Zpad;
 352             Float_t xStrip=AliTOFConstants::fgkXPad*(vol[3]+0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadX)+Xpad; // AdC
 353             Float_t zStrip=AliTOFConstants::fgkZPad*(vol[4]+0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadZ)+Zpad; // AdC
 354
 355             //cout << "geantTime " << geantTime << " [ns]" << endl;
 356             Int_t nActivatedPads = 0, nFiredPads = 0;
 357             Bool_t isFired[4] = {kFALSE, kFALSE, kFALSE, kFALSE};
 358             Float_t tofAfterSimul[4] = {0., 0., 0., 0.};
 359             Float_t qInduced[4] = {0.,0.,0.,0.};
 360             Int_t nPlace[4] = {0, 0, 0, 0};
 361             Float_t averageTime = 0.;
 362             SimulateDetectorResponse(zStrip,xStrip,geantTime,nActivatedPads,nFiredPads,isFired,nPlace,qInduced,tofAfterSimul,averageTime);
 363             if(nFiredPads) {
 364               for(Int_t indexOfPad=0; indexOfPad<nActivatedPads; indexOfPad++) {
 365                 if(isFired[indexOfPad]){ // the pad has fired
 366                   Float_t timediff=geantTime-tofAfterSimul[indexOfPad];
 367
 368                   if(timediff>=0.2) nlargeTofDiff++;
 369
 370                   digit[0] = (Int_t) ((tofAfterSimul[indexOfPad]*1.e+03)/fTdcBin); // TDC bin number (each bin -> 50. ps)
 371
 372                   Float_t landauFactor = gRandom->Landau(fAdcMean, fAdcRms);
 373                   digit[1] = (Int_t) (qInduced[indexOfPad] * landauFactor); // ADC bins (each bin -> 0.25 (or 0.03) pC)
 374
 375                   // recalculate the volume only for neighbouring pads
 376                   if(indexOfPad){
 377                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFConstants::fgkNpadX) ? vol[4] = 0/*1*/ : vol[4] = 1/*2*/; // AdC
 378                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFConstants::fgkNpadX) ? vol[3] = nPlace[indexOfPad] - 1 : vol[3] = nPlace[indexOfPad] - AliTOFConstants::fgkNpadX - 1; // AdC
 379                   }
 380
 381                   // check if two sdigit are on the same pad; in that case we sum
 382                   // the two or more sdigits
 383                   if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty) {
 384                     AliTOFSDigit *sdig = static_cast<AliTOFSDigit*>(hitMap->GetHit(vol));
 385                     Int_t tdctime = (Int_t) digit[0];
 386                     Int_t adccharge = (Int_t) digit[1];
 387                     sdig->Update(fTdcBin,tdctime,adccharge,tracknum);
 388                     ntotalupdatesinEv++;
 389                     ntotalupdates++;
 390                   } else {
 391
 392                     TOF->AddSDigit(tracknum, vol, digit);
 393
 394                     if(indexOfPad){
 395                       nnoisesdigits++;
 396                       nnoisesdigitsinEv++;
 397                     } else {
 398                       nsignalsdigits++;
 399                       nsignalsdigitsinEv++;
 400                     }
 401                     ntotalsdigitsinEv++;
 402                     ntotalsdigits++;
 403                     hitMap->SetHit(vol);
 404                   } // if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty)
 405                 } // if(isFired[indexOfPad])
 406               } // end loop on nActivatedPads
 407             } // if(nFiredPads) i.e. if some pads has fired
 408           } // close if(!isCloneOfThePrevious)
 409         } // close the selection on sector and plate
 410       } // end loop on hits for the current track
 411     } // end loop on ntracks
 412
 413     delete hitMap;
 414
 415     gime->TreeS()->Reset();
 416     gime->TreeS()->Fill();
 417     //gAlice->TreeS()->Write(0,TObject::kOverwrite) ;
 418     gime->WriteSDigits("OVERWRITE");
 419
 420     if(strstr(verboseOption,"all")){
 421       cout << "----------------------------------------" << endl;
 422       cout << "       <AliTOFSDigitizer>     " << endl;
 423       cout << "After sdigitizing " << nselectedHitsinEv << " hits" << " in event " << ievent << endl;
 424       //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, "
 425       cout << ntotalsdigitsinEv << " digits have been created " << endl;
 426       cout << "(" << nsignalsdigitsinEv << " due to signals and " <<  nnoisesdigitsinEv << " due to border effect)" << endl;
 427       cout << ntotalupdatesinEv << " total updates of the hit map have been performed in current event" << endl;
 428       cout << "----------------------------------------" << endl;
 429     }
 430
 431   } //event loop on events
 432
 433   // free used memory
 434   if (ftail){
 435     delete ftail;
 436     ftail = 0;
 437   }
 438
 439   nHitsFromSec=nselectedHits-nHitsFromPrim;
 440   if(strstr(verboseOption,"all")){
 441     cout << "----------------------------------------" << endl;
 442     cout << "----------------------------------------" << endl;
 443     cout << "-----------SDigitization Summary--------" << endl;
 444     cout << "       <AliTOFSDigitizer>     " << endl;
 445     cout << "After sdigitizing " << nselectedHits << " hits" << endl;
 446     cout << "in " << (fEvent2-fEvent1) << " events" << endl;
 447 //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, "
 448     cout << ntotalsdigits << " sdigits have been created " << endl;
 449     cout << "(" << nsignalsdigits << " due to signals and " <<  nnoisesdigits << " due to border effect)" << endl;
 450     cout << ntotalupdates << " total updates of the hit map have been performed" << endl;
 451     cout << "in " << nlargeTofDiff << " cases the time of flight difference is greater than 200 ps" << endl;
 452   }
 453
 454
 455   if(strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all")){
 456     gBenchmark->Stop("TOFSDigitizer");
 457     cout << "AliTOFSDigitizer:" << endl ;
 458     cout << "   took " << gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer") << " seconds in order to make sdigits "
 459          <<  gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer")/(fEvent2-fEvent1) << " seconds per event " << endl ;
 460     cout << endl ;
 461   }
 462
 463   Print("");
 464 }
 465
 466 //__________________________________________________________________
 467 void AliTOFSDigitizer::Print(Option_t* /*opt*/)const
 468 {
 469   cout << "------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 470
 471 }
 472
 473 //__________________________________________________________________
 474 void AliTOFSDigitizer::SelectSectorAndPlate(Int_t sector, Int_t plate)
 475 {
 476   //Bool_t isaWrongSelection=(sector < 1) || (sector > AliTOFConstants::fgkNSectors) || (plate < 1) || (plate > AliTOFConstants::fgkNPlates);
 477   Bool_t isaWrongSelection=(sector < 0) || (sector >= AliTOFConstants::fgkNSectors) || (plate < 0) || (plate >= AliTOFConstants::fgkNPlates); // AdC
 478   if(isaWrongSelection){
 479     cout << "You have selected an invalid value for sector or plate " << endl;
 480     //cout << "The correct range for sector is [1,"<< AliTOFConstants::fgkNSectors <<"]" << endl;
 481     //cout << "The correct range for plate  is [1,"<< AliTOFConstants::fgkNPlates  <<"]" << endl;
 482     cout << "The correct range for sector is [0,"<< AliTOFConstants::fgkNSectors-1 <<"]\n"; // AdC
 483     cout << "The correct range for plate  is [0,"<< AliTOFConstants::fgkNPlates-1  <<"]\n"; // AdC
 484     cout << "By default we continue sdigitizing all hits in all plates of all sectors" << endl;
 485   } else {
 486     fSelectedSector=sector;
 487     fSelectedPlate =plate;
 488     cout << "SDigitizing only hits in plate " << fSelectedPlate << " of the sector " << fSelectedSector << endl;
 489   }
 490 }
 491
 492 //__________________________________________________________________
 493 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)
 494 {
 495   // Description:
 496   // Input:  z0, x0 - hit position in the strip system (0,0 - center of the strip), cm
 497   //         geantTime - time generated by Geant, ns
 498   // Output: nActivatedPads - the number of pads activated by the hit (1 || 2 || 4)
 499   //         nFiredPads - the number of pads fired (really activated) by the hit (nFiredPads <= nActivatedPads)
 500   //         qInduced[iPad]- charge induced on pad, arb. units
 501   //                         this array is initialized at zero by the caller
 502   //         tofAfterSimul[iPad] - time calculated with edge effect algorithm, ns
 503   //                                   this array is initialized at zero by the caller
 504   //         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.
 505   //                       The weight is given by the qInduced[iPad]/qCenterPad
 506   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
 507   //         nPlace[iPad] - the number of the pad place, iPad = 0, 1, 2, 3
 508   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
 509   //
 510   // Description of used variables:
 511   //         eff[iPad] - efficiency of the pad
 512   //         res[iPad] - resolution of the pad, ns
 513   //         timeWalk[iPad] - time walk of the pad, ns
 514   //         timeDelay[iPad] - time delay for neighbouring pad to hited pad, ns
 515   //         PadId[iPad] - Pad Identifier
 516   //                    E | F    -->   PadId[iPad] = 5 | 6
 517   //                    A | B    -->   PadId[iPad] = 1 | 2
 518   //                    C | D    -->   PadId[iPad] = 3 | 4
 519   //         nTail[iPad] - the tail number, = 1 for tailA, = 2 for tailB
 520   //         qCenterPad - charge extimated for each pad, arb. units
 521   //         weightsSum - sum of weights extimated for each pad fired, arb. units
 522
 523   const Float_t kSigmaForTail[2] = {AliTOFConstants::fgkSigmaForTail1,AliTOFConstants::fgkSigmaForTail2}; //for tail
 524   Int_t iz = 0, ix = 0;
 525   Float_t dX = 0., dZ = 0., x = 0., z = 0.;
 526   Float_t h = fHparameter, h2 = fH2parameter, k = fKparameter, k2 = fK2parameter;
 527   Float_t effX = 0., effZ = 0., resX = 0., resZ = 0., timeWalkX = 0., timeWalkZ = 0.;
 528   Float_t logOfqInd = 0.;
 529   Float_t weightsSum = 0.;
 530   Int_t nTail[4]  = {0,0,0,0};
 531   Int_t padId[4]  = {0,0,0,0};
 532   Float_t eff[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 533   Float_t res[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 534   //  Float_t qCenterPad = fMinimumCharge * fMinimumCharge;
 535   Float_t qCenterPad = 1.;
 536   Float_t timeWalk[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 537   Float_t timeDelay[4] = {0.,0.,0.,0.};
 538
 539   nActivatedPads = 0;
 540   nFiredPads = 0;
 541
 542   (z0 <= 0) ? iz = 0 : iz = 1;
 543   dZ = z0 + (0.5 * AliTOFConstants::fgkNpadZ - iz - 0.5) * AliTOFConstants::fgkZPad; // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
 544   z = 0.5 * AliTOFConstants::fgkZPad - TMath::Abs(dZ);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions
 545   iz++;                                                                              // z row: 1, ..., AliTOFConstants::fgkNpadZ = 2
 546   ix = (Int_t)((x0 + 0.5 * AliTOFConstants::fgkNpadX * AliTOFConstants::fgkXPad) / AliTOFConstants::fgkXPad);
 547   dX = x0 + (0.5 * AliTOFConstants::fgkNpadX - ix - 0.5) * AliTOFConstants::fgkXPad; // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
 548   x = 0.5 * AliTOFConstants::fgkXPad - TMath::Abs(dX);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions;
 549   ix++;                                                                              // x row: 1, ..., AliTOFConstants::fgkNpadX = 48
 550
 551   ////// Pad A:
 552   nActivatedPads++;
 553   nPlace[nActivatedPads-1] = (iz - 1) * AliTOFConstants::fgkNpadX + ix;
 554   qInduced[nActivatedPads-1] = qCenterPad;
 555   padId[nActivatedPads-1] = 1;
 556
 557   if (fEdgeEffect == 0) {
 558     eff[nActivatedPads-1] = fEffCenter;
 559     if (gRandom->Rndm() < eff[nActivatedPads-1]) {
 560       nFiredPads = 1;
 561       res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + fResCenter * fResCenter); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2  ns;
 562       isFired[nActivatedPads-1] = kTRUE;
 563       tofTime[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(geantTime + fTimeWalkCenter, res[0]);
 564       averageTime = tofTime[nActivatedPads-1];
 565     }
 566   } else {
 567
 568     if(z < h) {
 569       if(z < h2) {
 570         effZ = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * z / h2;
 571       } else {
 572         effZ = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (z - h2) / (h - h2);
 573       }
 574       resZ = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * z / h;
 575       timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * z / h;
 576       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
 577     } else {
 578       effZ = fEffCenter;
 579       resZ = fResCenter;
 580       timeWalkZ = fTimeWalkCenter;
 581     }
 582
 583     if(x < h) {
 584       if(x < h2) {
 585         effX = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * x / h2;
 586       } else {
 587         effX = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (x - h2) / (h - h2);
 588       }
 589       resX = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * x / h;
 590       timeWalkX = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * x / h;
 591       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
 592     } else {
 593       effX = fEffCenter;
 594       resX = fResCenter;
 595       timeWalkX = fTimeWalkCenter;
 596     }
 597
 598     (effZ<effX) ? eff[nActivatedPads-1] = effZ : eff[nActivatedPads-1] = effX;
 599     (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
 600     (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 *  timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 601
 602
 603     ////// Pad B:
 604     if(z < k2) {
 605       effZ = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (z / k2);
 606     } else {
 607       effZ = fEff3Boundary * (k - z) / (k - k2);
 608     }
 609     resZ = fResBoundary + fResSlope * z / k;
 610     timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope * z / k;
 611
 612     if(z < k && z > 0) {
 613       if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 614         nActivatedPads++;
 615         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFConstants::fgkNpadX;
 616         eff[nActivatedPads-1] = effZ;
 617         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resZ * resZ); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns
 618         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ; // ns
 619         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 620         if (fTimeDelayFlag) {
 621           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 622           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 623           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 624           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 625           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 626         } else {
 627           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 628         }
 629         padId[nActivatedPads-1] = 2;
 630       }
 631     }
 632
 633
 634     ////// Pad C, D, E, F:
 635     if(x < k2) {
 636       effX = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (x / k2);
 637     } else {
 638       effX = fEff3Boundary * (k - x) / (k - k2);
 639     }
 640     resX = fResBoundary + fResSlope*x/k;
 641     timeWalkX = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope*x/k;
 642
 643     if(x < k && x > 0) {
 644       //   C:
 645       if(ix > 1 && dX < 0) {
 646         nActivatedPads++;
 647         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] - 1;
 648         eff[nActivatedPads-1] = effX;
 649         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resX * resX); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns
 650         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 651         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 652         if (fTimeDelayFlag) {
 653           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 654           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 655           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 656           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 657           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 658         } else {
 659           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 660         }
 661         padId[nActivatedPads-1] = 3;
 662
 663         //     D:
 664         if(z < k && z > 0) {
 665           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 666             nActivatedPads++;
 667             nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFConstants::fgkNpadX - 1;
 668             eff[nActivatedPads-1] = effX * effZ;
 669             (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
 670             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 671
 672             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 673             if (fTimeDelayFlag) {
 674               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
 675                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 676                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 677                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 678                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 679               } else {
 680                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 681                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 682                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 683                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 684               }
 685               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 686             } else {
 687               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 688             }
 689             padId[nActivatedPads-1] = 4;
 690           }
 691         }  // end D
 692       }  // end C
 693
 694       //   E:
 695       if(ix < AliTOFConstants::fgkNpadX && dX > 0) {
 696         nActivatedPads++;
 697         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + 1;
 698         eff[nActivatedPads-1] = effX;
 699         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * (TMath::Sqrt(10400 + resX * resX)); // ns
 700         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 701         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 702         if (fTimeDelayFlag) {
 703           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 704           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 705           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 706           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 707           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 708         } else {
 709           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 710         }
 711         padId[nActivatedPads-1] = 5;
 712
 713
 714         //     F:
 715         if(z < k && z > 0) {
 716           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 717             nActivatedPads++;
 718             nPlace[nActivatedPads - 1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFConstants::fgkNpadX + 1;
 719             eff[nActivatedPads - 1] = effX * effZ;
 720             (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
 721             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001*timeWalkX; // ns
 722             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 723             if (fTimeDelayFlag) {
 724               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
 725                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 726                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 727                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 728                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 729               } else {
 730                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 731                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 732                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 733                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 734               }
 735               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 736             } else {
 737               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 738             }
 739             padId[nActivatedPads-1] = 6;
 740           }
 741         }  // end F
 742       }  // end E
 743     } // end if(x < k)
 744
 745
 746     for (Int_t iPad = 0; iPad < nActivatedPads; iPad++) {
 747       if (res[iPad] < fTimeResolution) res[iPad] = fTimeResolution;
 748       if(gRandom->Rndm() < eff[iPad]) {
 749         isFired[iPad] = kTRUE;
 750         nFiredPads++;
 751         if(fEdgeTails) {
 752           if(nTail[iPad] == 0) {
 753             tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
 754           } else {
 755             ftail->SetParameters(res[iPad], 2. * res[iPad], kSigmaForTail[nTail[iPad]-1]);
 756             Double_t timeAB = ftail->GetRandom();
 757             tofTime[iPad] = geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad] + timeAB;
 758           }
 759         } else {
 760           tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
 761         }
 762         if (fAverageTimeFlag) {
 763           averageTime += tofTime[iPad] * qInduced[iPad];
 764           weightsSum += qInduced[iPad];
 765         } else {
 766           averageTime += tofTime[iPad];
 767           weightsSum += 1.;
 768         }
 769       }
 770     }
 771     if (weightsSum!=0) averageTime /= weightsSum;
 772   } // end else (fEdgeEffect != 0)
 773 }
 774
 775 //__________________________________________________________________
 776 void AliTOFSDigitizer::PrintParameters()const
 777 {
 778   //
 779   // Print parameters used for sdigitization
 780   //
 781   cout << " ------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 782   cout << " Parameters used for TOF SDigitization " << endl ;
 783   //  Printing the parameters
 784
 785   cout << " Number of events:                        " << (fEvent2-fEvent1) << endl;
 786   cout << " from event " << fEvent1 << " to event " << (fEvent2-1) << endl;
 787   cout << " Time Resolution (ns) "<< fTimeResolution <<" Pad Efficiency: "<< fpadefficiency << endl;
 788   cout << " Edge Effect option:  "<<  fEdgeEffect<< endl;
 789
 790   cout << " Boundary Effect Simulation Parameters " << endl;
 791   cout << " Hparameter: "<< fHparameter<<"  H2parameter:"<< fH2parameter <<"  Kparameter:"<< fKparameter<<"  K2parameter: "<< fK2parameter << endl;
 792   cout << " Efficiency in the central region of the pad: "<< fEffCenter << endl;
 793   cout << " Efficiency at the boundary region of the pad: "<< fEffBoundary << endl;
 794   cout << " Efficiency value at H2parameter "<< fEff2Boundary << endl;
 795   cout << " Efficiency value at K2parameter "<< fEff3Boundary << endl;
 796   cout << " Resolution (ps) in the central region of the pad: "<< fResCenter << endl;
 797   cout << " Resolution (ps) at the boundary of the pad      : "<< fResBoundary << endl;
 798   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fResSlope <<endl;
 799   cout << " Time walk (ps) in the central region of the pad : "<< fTimeWalkCenter << endl;
 800   cout << " Time walk (ps) at the boundary of the pad       : "<< fTimeWalkBoundary<< endl;
 801   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fTimeWalkSlope<<endl;
 802   cout << " Pulse Heigth Simulation Parameters " << endl;
 803   cout << " Flag for delay due to the PulseHeightEffect: "<< fTimeDelayFlag <<endl;
 804   cout << " Pulse Height Slope                           : "<< fPulseHeightSlope<<endl;
 805   cout << " Time Delay Slope                             : "<< fTimeDelaySlope<<endl;
 806   cout << " Minimum charge amount which could be induced : "<< fMinimumCharge<<endl;
 807   cout << " Smearing in charge in (q1/q2) vs x plot      : "<< fChargeSmearing<<endl;
 808   cout << " Smearing in log of charge ratio              : "<< fLogChargeSmearing<<endl;
 809   cout << " Smearing in time in time vs log(q1/q2) plot  : "<< fTimeSmearing<<endl;
 810   cout << " Flag for average time                        : "<< fAverageTimeFlag<<endl;
 811   cout << " Edge tails option                            : "<< fEdgeTails << endl;
 812
 813 }