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   *
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  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
  59 ClassImp(AliTOFSDigitizer)
  60
  61 //____________________________________________________________________________
  62   AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer():TTask("AliTOFSDigitizer","")
  63 {
  64   // ctor
  65
  66   fRunLoader     = 0 ;
  67
  68   fEvent1=0;
  69   fEvent2=0;
  70   ftail    = 0;
  71   fSelectedSector=-1; //0; // AdC
  72   fSelectedPlate =-1; //0; // AdC
  73 }
  74
  75 //____________________________________________________________________________
  76   AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer(char* HeaderFile, Int_t evNumber1, Int_t nEvents):TTask("AliTOFSDigitizer","")
  77 {
  78   fEvent1=evNumber1;
  79   fEvent2=fEvent1+nEvents;
  80   ftail    = 0;
  81   fSelectedSector=-1; //0; // AdC // by default we sdigitize all sectors
  82   fSelectedPlate =-1; //0; // AdC // by default we sdigitize all plates in all sectors
  83
  84   fHeadersFile = HeaderFile ; // input filename (with hits)
  85   TFile * file = (TFile*) gROOT->GetFile(fHeadersFile.Data() ) ;
  86
  87   //File was not opened yet
  88   // open file and get alirun object
  89   if(file == 0){
  90       file =    TFile::Open(fHeadersFile.Data(),"update") ;
  91       gAlice = (AliRun *) file->Get("gAlice") ;
  92   }
  93
  94   // init parameters for sdigitization
  95   InitParameters();
  96
  97   // add Task to //root/Tasks folder
  98   fRunLoader = AliRunLoader::Open(HeaderFile);//open session and mount on default event folder
  99   if (fRunLoader == 0x0)
 100    {
 101      Fatal("AliTOFSDigitizer","Event is not loaded. Exiting");
 102      return;
 103    }
 104   AliLoader* gime = fRunLoader->GetLoader("TOFLoader");
 105   if (gime == 0x0)
 106    {
 107      Fatal("AliTOFSDigitizer","Can not find TOF loader in event. Exiting.");
 108      return;
 109    }
 110   gime->PostSDigitizer(this);
 111 }
 112
 113 //____________________________________________________________________________
 114   AliTOFSDigitizer::~AliTOFSDigitizer()
 115 {
 116   // dtor
 117 }
 118
 119 //____________________________________________________________________________
 120 void AliTOFSDigitizer::InitParameters()
 121 {
 122   // set parameters for detector simulation
 123
 124   fTimeResolution =0.120;
 125   fpadefficiency  =0.99 ;
 126   fEdgeEffect     = 2   ;
 127   fEdgeTails      = 0   ;
 128   fHparameter     = 0.4 ;
 129   fH2parameter    = 0.15;
 130   fKparameter     = 0.5 ;
 131   fK2parameter    = 0.35;
 132   fEffCenter      = fpadefficiency;
 133   fEffBoundary    = 0.65;
 134   fEff2Boundary   = 0.90;
 135   fEff3Boundary   = 0.08;
 136   fResCenter      = 50. ;
 137   fResBoundary    = 70. ;
 138   fResSlope       = 40. ;
 139   fTimeWalkCenter = 0.  ;
 140   fTimeWalkBoundary=0.  ;
 141   fTimeWalkSlope  = 0.  ;
 142   fTimeDelayFlag  = 1   ;
 143   fPulseHeightSlope=2.0 ;
 144   fTimeDelaySlope =0.060;
 145   // was fMinimumCharge = TMath::Exp(fPulseHeightSlope*fKparameter/2.);
 146   fMinimumCharge = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope*fHparameter);
 147   fChargeSmearing=0.0   ;
 148   fLogChargeSmearing=0.13;
 149   fTimeSmearing   =0.022;
 150   fAverageTimeFlag=0    ;
 151   fTdcBin   = 50.;      // 1 TDC bin = 50 ps
 152   fAdcBin   = 0.25;     // 1 ADC bin = 0.25 pC (or 0.03 pC)
 153   fAdcMean  = 50.;     // ADC distribution mpv value for Landau (in bins)
 154                        // it corresponds to a mean value of ~100 bins
 155   fAdcRms   = 25.;     // ADC distribution rms value (in bins)
 156                        // it corresponds to distribution rms ~50 bins
 157 }
 158
 159 //__________________________________________________________________
 160 Double_t TimeWithTail(Double_t* x, Double_t* par)
 161 {
 162   // sigma - par[0], alpha - par[1], part - par[2]
 163   //  at x<part*sigma - gauss
 164   //  at x>part*sigma - TMath::Exp(-x/alpha)
 165   Float_t xx =x[0];
 166   Double_t f;
 167   if(xx<par[0]*par[2]) {
 168     f = TMath::Exp(-xx*xx/(2*par[0]*par[0]));
 169   } else {
 170     f = TMath::Exp(-(xx-par[0]*par[2])/par[1]-0.5*par[2]*par[2]);
 171   }
 172   return f;
 173 }
 174
 175
 176 //____________________________________________________________________________
 177 void AliTOFSDigitizer::Exec(Option_t *verboseOption, Option_t *allEvents) {
 178
 179   fRunLoader->LoadgAlice();
 180   fRunLoader->LoadHeader();
 181   fRunLoader->LoadKinematics();
 182   gAlice = fRunLoader->GetAliRun();
 183
 184   AliLoader* gime = fRunLoader->GetLoader("TOFLoader");
 185   gime->LoadHits("read");
 186   gime->LoadSDigits("recreate");
 187   if(strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all"))
 188     gBenchmark->Start("TOFSDigitizer");
 189
 190   AliTOF *TOF = (AliTOF *) gAlice->GetDetector("TOF");
 191
 192   if (!TOF) {
 193     Error("AliTOFSDigitizer","TOF not found");
 194     return;
 195   }
 196
 197   // is pointer to fSDigits non zero after changes?
 198   cout<<"TOF fSDigits pointer:"<<TOF->SDigits()<<endl;
 199
 200   // recreate TClonesArray fSDigits - for backward compatibility
 201   if (TOF->SDigits() == 0) {
 202     TOF->CreateSDigitsArray();
 203   } else {
 204     TOF->RecreateSDigitsArray();
 205   }
 206
 207   Int_t version=TOF->IsVersion();
 208
 209   if (fEdgeTails) ftail = new TF1("tail",TimeWithTail,-2,2,3);
 210
 211   Int_t nselectedHits=0;
 212   Int_t ntotalsdigits=0;
 213   Int_t ntotalupdates=0;
 214   Int_t nnoisesdigits=0;
 215   Int_t nsignalsdigits=0;
 216   Int_t nHitsFromPrim=0;
 217   Int_t nHitsFromSec=0;
 218   Int_t nlargeTofDiff=0;
 219
 220   if (strstr(allEvents,"all")){
 221     fEvent1=0;
 222     fEvent2= (Int_t) gAlice->TreeE()->GetEntries();
 223   }
 224
 225   //Bool_t thereIsNotASelection=(fSelectedSector==0) && (fSelectedPlate==0); // AdC
 226   Bool_t thereIsNotASelection=(fSelectedSector==-1) && (fSelectedPlate==-1);
 227
 228   for (Int_t ievent = fEvent1; ievent < fEvent2; ievent++) {
 229     cout << "------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 230     cout << "Sdigitizing event " << ievent << endl;
 231
 232     Int_t nselectedHitsinEv=0;
 233     Int_t ntotalsdigitsinEv=0;
 234     Int_t ntotalupdatesinEv=0;
 235     Int_t nnoisesdigitsinEv=0;
 236     Int_t nsignalsdigitsinEv=0;
 237
 238     fRunLoader->GetEvent(ievent);
 239     TOF->SetTreeAddress();
 240     TTree *TH = gime->TreeH ();
 241     if (!TH)
 242       return;
 243     if (gime->TreeS () == 0)
 244       gime->MakeTree ("S");
 245
 246
 247     //Make branches
 248     char branchname[20];
 249     sprintf (branchname, "%s", TOF->GetName ());
 250     //Make branch for digits
 251     TOF->MakeBranch("S");
 252
 253     //Now made SDigits from hits
 254
 255
 256     TParticle *particle;
 257     //AliTOFhit *tofHit;
 258     TClonesArray *TOFhits = TOF->Hits();
 259
 260     // create hit map
 261     AliTOFHitMap *hitMap = new AliTOFHitMap(TOF->SDigits());
 262
 263     // increase performances in terms of CPU time
 264     //PH     TH->SetBranchStatus("*",0); // switch off all branches
 265     //PH     TH->SetBranchStatus("TOF*",1); // switch on only TOF
 266
 267     TBranch * tofHitsBranch = TH->GetBranch("TOF");
 268
 269     Int_t ntracks = static_cast<Int_t>(TH->GetEntries());
 270     for (Int_t track = 0; track < ntracks; track++)
 271     {
 272       gAlice->ResetHits();
 273       //PH      TH->GetEvent(track);
 274       tofHitsBranch->GetEvent(track);
 275       particle = gAlice->Particle(track);
 276       Int_t nhits = TOFhits->GetEntriesFast();
 277       // cleaning all hits of the same track in the same pad volume
 278       // it is a rare event, however it happens
 279
 280       Int_t previousTrack =-1; //0; // AdC
 281       Int_t previousSector=-1; //0; // AdC
 282       Int_t previousPlate =-1; //0; // AdC
 283       Int_t previousStrip =-1; //0; // AdC
 284       Int_t previousPadX  =-1; //0; // AdC
 285       Int_t previousPadZ  =-1; //0; // AdC
 286
 287       for (Int_t hit = 0; hit < nhits; hit++)
 288       {
 289         Int_t    vol[5];       // location for a digit
 290         Float_t  digit[2];     // TOF digit variables
 291         Int_t tracknum;
 292         Float_t Xpad;
 293         Float_t Zpad;
 294         Float_t geantTime;
 295
 296         // fp: really sorry for this, it is a temporary trick to have
 297         // track length too
 298         if(version!=6){
 299           AliTOFhit *tofHit = (AliTOFhit *) TOFhits->UncheckedAt(hit);
 300           tracknum = tofHit->GetTrack();
 301           vol[0] = tofHit->GetSector();
 302           vol[1] = tofHit->GetPlate();
 303           vol[2] = tofHit->GetStrip();
 304           vol[3] = tofHit->GetPadx();
 305           vol[4] = tofHit->GetPadz();
 306           Xpad = tofHit->GetDx();
 307           Zpad = tofHit->GetDz();
 308           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
 309         } else {
 310           AliTOFhitT0 *tofHit = (AliTOFhitT0 *) TOFhits->UncheckedAt(hit);
 311           tracknum = tofHit->GetTrack();
 312           vol[0] = tofHit->GetSector();
 313           vol[1] = tofHit->GetPlate();
 314           vol[2] = tofHit->GetStrip();
 315           vol[3] = tofHit->GetPadx();
 316           vol[4] = tofHit->GetPadz();
 317           Xpad = tofHit->GetDx();
 318           Zpad = tofHit->GetDz();
 319           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
 320         }
 321
 322         geantTime *= 1.e+09;  // conversion from [s] to [ns]
 323
 324         // selection case for sdigitizing only hits in a given plate of a given sector
 325         if(thereIsNotASelection || (vol[0]==fSelectedSector && vol[1]==fSelectedPlate)){
 326
 327           Bool_t dummy=((tracknum==previousTrack) && (vol[0]==previousSector) && (vol[1]==previousPlate) && (vol[2]==previousStrip));
 328
 329           Bool_t isCloneOfThePrevious=dummy && ((vol[3]==previousPadX) && (vol[4]==previousPadZ));
 330
 331           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))));
 332
 333           if(!isCloneOfThePrevious && !isNeighOfThePrevious){
 334             // update "previous" values
 335             // in fact, we are yet in the future, so the present is past
 336             previousTrack=tracknum;
 337             previousSector=vol[0];
 338             previousPlate=vol[1];
 339             previousStrip=vol[2];
 340             previousPadX=vol[3];
 341             previousPadZ=vol[4];
 342
 343             nselectedHits++;
 344             nselectedHitsinEv++;
 345             if (particle->GetFirstMother() < 0){
 346               nHitsFromPrim++;
 347             } // counts hits due to primary particles
 348
 349             //Float_t xStrip=AliTOFConstants::fgkXPad*(vol[3]-0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadX)+Xpad;
 350             //Float_t zStrip=AliTOFConstants::fgkZPad*(vol[4]-0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadZ)+Zpad;
 351             Float_t xStrip=AliTOFConstants::fgkXPad*(vol[3]+0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadX)+Xpad; // AdC
 352             Float_t zStrip=AliTOFConstants::fgkZPad*(vol[4]+0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadZ)+Zpad; // AdC
 353
 354             //cout << "geantTime " << geantTime << " [ns]" << endl;
 355             Int_t nActivatedPads = 0, nFiredPads = 0;
 356             Bool_t isFired[4] = {kFALSE, kFALSE, kFALSE, kFALSE};
 357             Float_t tofAfterSimul[4] = {0., 0., 0., 0.};
 358             Float_t qInduced[4] = {0.,0.,0.,0.};
 359             Int_t nPlace[4] = {0, 0, 0, 0};
 360             Float_t averageTime = 0.;
 361             SimulateDetectorResponse(zStrip,xStrip,geantTime,nActivatedPads,nFiredPads,isFired,nPlace,qInduced,tofAfterSimul,averageTime);
 362             if(nFiredPads) {
 363               for(Int_t indexOfPad=0; indexOfPad<nActivatedPads; indexOfPad++) {
 364                 if(isFired[indexOfPad]){ // the pad has fired
 365                   Float_t timediff=geantTime-tofAfterSimul[indexOfPad];
 366
 367                   if(timediff>=0.2) nlargeTofDiff++;
 368
 369                   digit[0] = (Int_t) ((tofAfterSimul[indexOfPad]*1.e+03)/fTdcBin); // TDC bin number (each bin -> 50. ps)
 370
 371                   Float_t landauFactor = gRandom->Landau(fAdcMean, fAdcRms);
 372                   digit[1] = (Int_t) (qInduced[indexOfPad] * landauFactor); // ADC bins (each bin -> 0.25 (or 0.03) pC)
 373
 374                   // recalculate the volume only for neighbouring pads
 375                   if(indexOfPad){
 376                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFConstants::fgkNpadX) ? vol[4] = 0/*1*/ : vol[4] = 1/*2*/; // AdC
 377                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFConstants::fgkNpadX) ? vol[3] = nPlace[indexOfPad] - 1 : vol[3] = nPlace[indexOfPad] - AliTOFConstants::fgkNpadX - 1; // AdC
 378                   }
 379
 380                   // check if two sdigit are on the same pad; in that case we sum
 381                   // the two or more sdigits
 382                   if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty) {
 383                     AliTOFSDigit *sdig = static_cast<AliTOFSDigit*>(hitMap->GetHit(vol));
 384                     Int_t tdctime = (Int_t) digit[0];
 385                     Int_t adccharge = (Int_t) digit[1];
 386                     sdig->Update(fTdcBin,tdctime,adccharge,tracknum);
 387                     ntotalupdatesinEv++;
 388                     ntotalupdates++;
 389                   } else {
 390
 391                     TOF->AddSDigit(tracknum, vol, digit);
 392
 393                     if(indexOfPad){
 394                       nnoisesdigits++;
 395                       nnoisesdigitsinEv++;
 396                     } else {
 397                       nsignalsdigits++;
 398                       nsignalsdigitsinEv++;
 399                     }
 400                     ntotalsdigitsinEv++;
 401                     ntotalsdigits++;
 402                     hitMap->SetHit(vol);
 403                   } // if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty)
 404                 } // if(isFired[indexOfPad])
 405               } // end loop on nActivatedPads
 406             } // if(nFiredPads) i.e. if some pads has fired
 407           } // close if(!isCloneOfThePrevious)
 408         } // close the selection on sector and plate
 409       } // end loop on hits for the current track
 410     } // end loop on ntracks
 411
 412     delete hitMap;
 413
 414     gime->TreeS()->Reset();
 415     gime->TreeS()->Fill();
 416     //gAlice->TreeS()->Write(0,TObject::kOverwrite) ;
 417     gime->WriteSDigits("OVERWRITE");
 418
 419     if(strstr(verboseOption,"all")){
 420       cout << "----------------------------------------" << endl;
 421       cout << "       <AliTOFSDigitizer>     " << endl;
 422       cout << "After sdigitizing " << nselectedHitsinEv << " hits" << " in event " << ievent << endl;
 423       //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, "
 424       cout << ntotalsdigitsinEv << " digits have been created " << endl;
 425       cout << "(" << nsignalsdigitsinEv << " due to signals and " <<  nnoisesdigitsinEv << " due to border effect)" << endl;
 426       cout << ntotalupdatesinEv << " total updates of the hit map have been performed in current event" << endl;
 427       cout << "----------------------------------------" << endl;
 428     }
 429
 430   } //event loop on events
 431
 432   // free used memory
 433   if (ftail){
 434     delete ftail;
 435     ftail = 0;
 436   }
 437
 438   nHitsFromSec=nselectedHits-nHitsFromPrim;
 439   if(strstr(verboseOption,"all")){
 440     cout << "----------------------------------------" << endl;
 441     cout << "----------------------------------------" << endl;
 442     cout << "-----------SDigitization Summary--------" << endl;
 443     cout << "       <AliTOFSDigitizer>     " << endl;
 444     cout << "After sdigitizing " << nselectedHits << " hits" << endl;
 445     cout << "in " << (fEvent2-fEvent1) << " events" << endl;
 446 //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, "
 447     cout << ntotalsdigits << " sdigits have been created " << endl;
 448     cout << "(" << nsignalsdigits << " due to signals and " <<  nnoisesdigits << " due to border effect)" << endl;
 449     cout << ntotalupdates << " total updates of the hit map have been performed" << endl;
 450     cout << "in " << nlargeTofDiff << " cases the time of flight difference is greater than 200 ps" << endl;
 451   }
 452
 453
 454   if(strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all")){
 455     gBenchmark->Stop("TOFSDigitizer");
 456     cout << "AliTOFSDigitizer:" << endl ;
 457     cout << "   took " << gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer") << " seconds in order to make sdigits "
 458          <<  gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer")/(fEvent2-fEvent1) << " seconds per event " << endl ;
 459     cout << endl ;
 460   }
 461
 462   Print("");
 463 }
 464
 465 //__________________________________________________________________
 466 void AliTOFSDigitizer::Print(Option_t* /*opt*/)const
 467 {
 468   cout << "------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 469
 470 }
 471
 472 //__________________________________________________________________
 473 void AliTOFSDigitizer::SelectSectorAndPlate(Int_t sector, Int_t plate)
 474 {
 475   //Bool_t isaWrongSelection=(sector < 1) || (sector > AliTOFConstants::fgkNSectors) || (plate < 1) || (plate > AliTOFConstants::fgkNPlates);
 476   Bool_t isaWrongSelection=(sector < 0) || (sector >= AliTOFConstants::fgkNSectors) || (plate < 0) || (plate >= AliTOFConstants::fgkNPlates); // AdC
 477   if(isaWrongSelection){
 478     cout << "You have selected an invalid value for sector or plate " << endl;
 479     //cout << "The correct range for sector is [1,"<< AliTOFConstants::fgkNSectors <<"]" << endl;
 480     //cout << "The correct range for plate  is [1,"<< AliTOFConstants::fgkNPlates  <<"]" << endl;
 481     cout << "The correct range for sector is [0,"<< AliTOFConstants::fgkNSectors-1 <<"]\n"; // AdC
 482     cout << "The correct range for plate  is [0,"<< AliTOFConstants::fgkNPlates-1  <<"]\n"; // AdC
 483     cout << "By default we continue sdigitizing all hits in all plates of all sectors" << endl;
 484   } else {
 485     fSelectedSector=sector;
 486     fSelectedPlate =plate;
 487     cout << "SDigitizing only hits in plate " << fSelectedPlate << " of the sector " << fSelectedSector << endl;
 488   }
 489 }
 490
 491 //__________________________________________________________________
 492 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)
 493 {
 494   // Description:
 495   // Input:  z0, x0 - hit position in the strip system (0,0 - center of the strip), cm
 496   //         geantTime - time generated by Geant, ns
 497   // Output: nActivatedPads - the number of pads activated by the hit (1 || 2 || 4)
 498   //         nFiredPads - the number of pads fired (really activated) by the hit (nFiredPads <= nActivatedPads)
 499   //         qInduced[iPad]- charge induced on pad, arb. units
 500   //                         this array is initialized at zero by the caller
 501   //         tofAfterSimul[iPad] - time calculated with edge effect algorithm, ns
 502   //                                   this array is initialized at zero by the caller
 503   //         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.
 504   //                       The weight is given by the qInduced[iPad]/qCenterPad
 505   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
 506   //         nPlace[iPad] - the number of the pad place, iPad = 0, 1, 2, 3
 507   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
 508   //
 509   // Description of used variables:
 510   //         eff[iPad] - efficiency of the pad
 511   //         res[iPad] - resolution of the pad, ns
 512   //         timeWalk[iPad] - time walk of the pad, ns
 513   //         timeDelay[iPad] - time delay for neighbouring pad to hited pad, ns
 514   //         PadId[iPad] - Pad Identifier
 515   //                    E | F    -->   PadId[iPad] = 5 | 6
 516   //                    A | B    -->   PadId[iPad] = 1 | 2
 517   //                    C | D    -->   PadId[iPad] = 3 | 4
 518   //         nTail[iPad] - the tail number, = 1 for tailA, = 2 for tailB
 519   //         qCenterPad - charge extimated for each pad, arb. units
 520   //         weightsSum - sum of weights extimated for each pad fired, arb. units
 521
 522   const Float_t kSigmaForTail[2] = {AliTOFConstants::fgkSigmaForTail1,AliTOFConstants::fgkSigmaForTail2}; //for tail
 523   Int_t iz = 0, ix = 0;
 524   Float_t dX = 0., dZ = 0., x = 0., z = 0.;
 525   Float_t h = fHparameter, h2 = fH2parameter, k = fKparameter, k2 = fK2parameter;
 526   Float_t effX = 0., effZ = 0., resX = 0., resZ = 0., timeWalkX = 0., timeWalkZ = 0.;
 527   Float_t logOfqInd = 0.;
 528   Float_t weightsSum = 0.;
 529   Int_t nTail[4]  = {0,0,0,0};
 530   Int_t padId[4]  = {0,0,0,0};
 531   Float_t eff[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 532   Float_t res[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 533   //  Float_t qCenterPad = fMinimumCharge * fMinimumCharge;
 534   Float_t qCenterPad = 1.;
 535   Float_t timeWalk[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 536   Float_t timeDelay[4] = {0.,0.,0.,0.};
 537
 538   nActivatedPads = 0;
 539   nFiredPads = 0;
 540
 541   (z0 <= 0) ? iz = 0 : iz = 1;
 542   dZ = z0 + (0.5 * AliTOFConstants::fgkNpadZ - iz - 0.5) * AliTOFConstants::fgkZPad; // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
 543   z = 0.5 * AliTOFConstants::fgkZPad - TMath::Abs(dZ);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions
 544   iz++;                                                                              // z row: 1, ..., AliTOFConstants::fgkNpadZ = 2
 545   ix = (Int_t)((x0 + 0.5 * AliTOFConstants::fgkNpadX * AliTOFConstants::fgkXPad) / AliTOFConstants::fgkXPad);
 546   dX = x0 + (0.5 * AliTOFConstants::fgkNpadX - ix - 0.5) * AliTOFConstants::fgkXPad; // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
 547   x = 0.5 * AliTOFConstants::fgkXPad - TMath::Abs(dX);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions;
 548   ix++;                                                                              // x row: 1, ..., AliTOFConstants::fgkNpadX = 48
 549
 550   ////// Pad A:
 551   nActivatedPads++;
 552   nPlace[nActivatedPads-1] = (iz - 1) * AliTOFConstants::fgkNpadX + ix;
 553   qInduced[nActivatedPads-1] = qCenterPad;
 554   padId[nActivatedPads-1] = 1;
 555
 556   if (fEdgeEffect == 0) {
 557     eff[nActivatedPads-1] = fEffCenter;
 558     if (gRandom->Rndm() < eff[nActivatedPads-1]) {
 559       nFiredPads = 1;
 560       res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + fResCenter * fResCenter); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2  ns;
 561       isFired[nActivatedPads-1] = kTRUE;
 562       tofTime[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(geantTime + fTimeWalkCenter, res[0]);
 563       averageTime = tofTime[nActivatedPads-1];
 564     }
 565   } else {
 566
 567     if(z < h) {
 568       if(z < h2) {
 569         effZ = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * z / h2;
 570       } else {
 571         effZ = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (z - h2) / (h - h2);
 572       }
 573       resZ = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * z / h;
 574       timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * z / h;
 575       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
 576     } else {
 577       effZ = fEffCenter;
 578       resZ = fResCenter;
 579       timeWalkZ = fTimeWalkCenter;
 580     }
 581
 582     if(x < h) {
 583       if(x < h2) {
 584         effX = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * x / h2;
 585       } else {
 586         effX = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (x - h2) / (h - h2);
 587       }
 588       resX = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * x / h;
 589       timeWalkX = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * x / h;
 590       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
 591     } else {
 592       effX = fEffCenter;
 593       resX = fResCenter;
 594       timeWalkX = fTimeWalkCenter;
 595     }
 596
 597     (effZ<effX) ? eff[nActivatedPads-1] = effZ : eff[nActivatedPads-1] = effX;
 598     (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
 599     (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 *  timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 600
 601
 602     ////// Pad B:
 603     if(z < k2) {
 604       effZ = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (z / k2);
 605     } else {
 606       effZ = fEff3Boundary * (k - z) / (k - k2);
 607     }
 608     resZ = fResBoundary + fResSlope * z / k;
 609     timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope * z / k;
 610
 611     if(z < k && z > 0) {
 612       if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 613         nActivatedPads++;
 614         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFConstants::fgkNpadX;
 615         eff[nActivatedPads-1] = effZ;
 616         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resZ * resZ); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns
 617         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ; // ns
 618         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 619         if (fTimeDelayFlag) {
 620           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 621           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 622           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 623           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 624           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 625         } else {
 626           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 627         }
 628         padId[nActivatedPads-1] = 2;
 629       }
 630     }
 631
 632
 633     ////// Pad C, D, E, F:
 634     if(x < k2) {
 635       effX = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (x / k2);
 636     } else {
 637       effX = fEff3Boundary * (k - x) / (k - k2);
 638     }
 639     resX = fResBoundary + fResSlope*x/k;
 640     timeWalkX = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope*x/k;
 641
 642     if(x < k && x > 0) {
 643       //   C:
 644       if(ix > 1 && dX < 0) {
 645         nActivatedPads++;
 646         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] - 1;
 647         eff[nActivatedPads-1] = effX;
 648         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resX * resX); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns
 649         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 650         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 651         if (fTimeDelayFlag) {
 652           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 653           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 654           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 655           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 656           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 657         } else {
 658           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 659         }
 660         padId[nActivatedPads-1] = 3;
 661
 662         //     D:
 663         if(z < k && z > 0) {
 664           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 665             nActivatedPads++;
 666             nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFConstants::fgkNpadX - 1;
 667             eff[nActivatedPads-1] = effX * effZ;
 668             (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
 669             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 670
 671             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 672             if (fTimeDelayFlag) {
 673               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
 674                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 675                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 676                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 677                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 678               } else {
 679                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 680                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 681                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 682                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 683               }
 684               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 685             } else {
 686               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 687             }
 688             padId[nActivatedPads-1] = 4;
 689           }
 690         }  // end D
 691       }  // end C
 692
 693       //   E:
 694       if(ix < AliTOFConstants::fgkNpadX && dX > 0) {
 695         nActivatedPads++;
 696         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + 1;
 697         eff[nActivatedPads-1] = effX;
 698         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * (TMath::Sqrt(10400 + resX * resX)); // ns
 699         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 700         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 701         if (fTimeDelayFlag) {
 702           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 703           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 704           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 705           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 706           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 707         } else {
 708           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 709         }
 710         padId[nActivatedPads-1] = 5;
 711
 712
 713         //     F:
 714         if(z < k && z > 0) {
 715           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 716             nActivatedPads++;
 717             nPlace[nActivatedPads - 1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFConstants::fgkNpadX + 1;
 718             eff[nActivatedPads - 1] = effX * effZ;
 719             (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
 720             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001*timeWalkX; // ns
 721             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 722             if (fTimeDelayFlag) {
 723               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
 724                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 725                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 726                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 727                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 728               } else {
 729                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 730                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 731                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 732                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 733               }
 734               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 735             } else {
 736               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 737             }
 738             padId[nActivatedPads-1] = 6;
 739           }
 740         }  // end F
 741       }  // end E
 742     } // end if(x < k)
 743
 744
 745     for (Int_t iPad = 0; iPad < nActivatedPads; iPad++) {
 746       if (res[iPad] < fTimeResolution) res[iPad] = fTimeResolution;
 747       if(gRandom->Rndm() < eff[iPad]) {
 748         isFired[iPad] = kTRUE;
 749         nFiredPads++;
 750         if(fEdgeTails) {
 751           if(nTail[iPad] == 0) {
 752             tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
 753           } else {
 754             ftail->SetParameters(res[iPad], 2. * res[iPad], kSigmaForTail[nTail[iPad]-1]);
 755             Double_t timeAB = ftail->GetRandom();
 756             tofTime[iPad] = geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad] + timeAB;
 757           }
 758         } else {
 759           tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
 760         }
 761         if (fAverageTimeFlag) {
 762           averageTime += tofTime[iPad] * qInduced[iPad];
 763           weightsSum += qInduced[iPad];
 764         } else {
 765           averageTime += tofTime[iPad];
 766           weightsSum += 1.;
 767         }
 768       }
 769     }
 770     if (weightsSum!=0) averageTime /= weightsSum;
 771   } // end else (fEdgeEffect != 0)
 772 }
 773
 774 //__________________________________________________________________
 775 void AliTOFSDigitizer::PrintParameters()const
 776 {
 777   //
 778   // Print parameters used for sdigitization
 779   //
 780   cout << " ------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 781   cout << " Parameters used for TOF SDigitization " << endl ;
 782   //  Printing the parameters
 783
 784   cout << " Number of events:                        " << (fEvent2-fEvent1) << endl;
 785   cout << " from event " << fEvent1 << " to event " << (fEvent2-1) << endl;
 786   cout << " Time Resolution (ns) "<< fTimeResolution <<" Pad Efficiency: "<< fpadefficiency << endl;
 787   cout << " Edge Effect option:  "<<  fEdgeEffect<< endl;
 788
 789   cout << " Boundary Effect Simulation Parameters " << endl;
 790   cout << " Hparameter: "<< fHparameter<<"  H2parameter:"<< fH2parameter <<"  Kparameter:"<< fKparameter<<"  K2parameter: "<< fK2parameter << endl;
 791   cout << " Efficiency in the central region of the pad: "<< fEffCenter << endl;
 792   cout << " Efficiency at the boundary region of the pad: "<< fEffBoundary << endl;
 793   cout << " Efficiency value at H2parameter "<< fEff2Boundary << endl;
 794   cout << " Efficiency value at K2parameter "<< fEff3Boundary << endl;
 795   cout << " Resolution (ps) in the central region of the pad: "<< fResCenter << endl;
 796   cout << " Resolution (ps) at the boundary of the pad      : "<< fResBoundary << endl;
 797   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fResSlope <<endl;
 798   cout << " Time walk (ps) in the central region of the pad : "<< fTimeWalkCenter << endl;
 799   cout << " Time walk (ps) at the boundary of the pad       : "<< fTimeWalkBoundary<< endl;
 800   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fTimeWalkSlope<<endl;
 801   cout << " Pulse Heigth Simulation Parameters " << endl;
 802   cout << " Flag for delay due to the PulseHeightEffect: "<< fTimeDelayFlag <<endl;
 803   cout << " Pulse Height Slope                           : "<< fPulseHeightSlope<<endl;
 804   cout << " Time Delay Slope                             : "<< fTimeDelaySlope<<endl;
 805   cout << " Minimum charge amount which could be induced : "<< fMinimumCharge<<endl;
 806   cout << " Smearing in charge in (q1/q2) vs x plot      : "<< fChargeSmearing<<endl;
 807   cout << " Smearing in log of charge ratio              : "<< fLogChargeSmearing<<endl;
 808   cout << " Smearing in time in time vs log(q1/q2) plot  : "<< fTimeSmearing<<endl;
 809   cout << " Flag for average time                        : "<< fAverageTimeFlag<<endl;
 810   cout << " Edge tails option                            : "<< fEdgeTails << endl;
 811
 812 }