TPC/AliTPCCorrection.h

   1 #ifndef ALI_TPC_CORRECTION_H
   2 #define ALI_TPC_CORRECTION_H
   3
   4 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   5  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   6
   7
   8 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   9 // AliTPCCorrection class                                                     //
  10 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  11
  12
  13 #include <TNamed.h>
  14 #include "TMatrixD.h"
  15 class TH2F;
  16 class TTimeStamp;
  17 class TCollection;
  18 class TTreeSRedirector;
  19 class AliExternalTrackParam;
  20 class TTree;
  21 class THnSparse;
  22 class AliESDVertex;
  23
  24
  25 class AliTPCCorrection : public TNamed {
  26 public:
  27   enum CompositionType {kParallel,kQueue};
  28
  29   AliTPCCorrection();
  30   AliTPCCorrection(const char *name,const char *title);
  31   virtual ~AliTPCCorrection();
  32
  33
  34   // functions to correct a space point
  35           void CorrectPoint (      Float_t x[],const Short_t roc);
  36           void CorrectPoint (const Float_t x[],const Short_t roc,Float_t xp[]);
  37   virtual void GetCorrection(const Float_t x[],const Short_t roc,Float_t dx[]);
  38
  39   // functions to distort a space point
  40           void DistortPoint (      Float_t x[],const Short_t roc);
  41           void DistortPoint (const Float_t x[],const Short_t roc,Float_t xp[]);
  42   virtual void GetDistortion(const Float_t x[],const Short_t roc,Float_t dx[]);
  43
  44   // initialization and update functions
  45   virtual void Init();
  46   virtual void Update(const TTimeStamp &timeStamp);
  47
  48   // convenience functions
  49   virtual void Print(Option_t* option="") const;
  50
  51   TH2F* CreateHistoDRinXY   (Float_t z=10.,Int_t nx=100,Int_t ny=100);
  52   TH2F* CreateHistoDRPhiinXY(Float_t z=10.,Int_t nx=100,Int_t nphi=100);
  53   TH2F* CreateHistoDZinXY   (Float_t z=10.,Int_t nx=100,Int_t ny=100);
  54
  55   TH2F* CreateHistoDRinZR   (Float_t phi=0.,Int_t nZ=100,Int_t nR=100);
  56   TH2F* CreateHistoDRPhiinZR(Float_t phi=0.,Int_t nZ=100,Int_t nR=100);
  57   TH2F* CreateHistoDZinZR   (Float_t phi=0.,Int_t nZ=100,Int_t nR=100);
  58
  59
  60   TTree* CreateDistortionTree(Double_t step=5);
  61   static void  MakeDistortionMap(THnSparse * his0, TTreeSRedirector *pcstream, const char* hname, Int_t run,  Float_t refX, Int_t type);
  62   static void  MakeDistortionMapCosmic(THnSparse * his0, TTreeSRedirector *pcstream, const char* hname, Int_t run,  Float_t refX, Int_t type);
  63   static void  MakeDistortionMapSector(THnSparse * his0, TTreeSRedirector *pcstream, const char* hname, Int_t run, Int_t type);
  64   // normally called directly in the correction classes which inherit from this class
  65   virtual void SetOmegaTauT1T2(Float_t omegaTau,Float_t t1,Float_t t2);
  66   AliExternalTrackParam * FitDistortedTrack(AliExternalTrackParam & trackIn, Double_t refX, Int_t dir,TTreeSRedirector *pcstream);
  67   void StoreInOCDB(Int_t startRun, Int_t endRun, const char *comment=0);
  68   static void MakeTrackDistortionTree(TTree *tinput, Int_t dtype, Int_t ptype, const TObjArray * corrArray, Int_t step=1, Bool_t debug=0);
  69   static void MakeLaserDistortionTree(TTree* tree, TObjArray *corrArray, Int_t itype);
  70
  71   void FastSimDistortedVertex(Double_t orgVertex[3], Int_t nTracks, AliESDVertex &aV, AliESDVertex &avOrg, AliESDVertex &cV, AliESDVertex &cvOrg, TTreeSRedirector * const pcstream, Double_t etaCuts);
  72
  73   static void AddVisualCorrection(AliTPCCorrection* corr, Int_t position);
  74   static Double_t GetCorrSector(Double_t sector, Double_t r, Double_t kZ, Int_t axisType, Int_t corrType=0);
  75   static Double_t GetCorrXYZ(Double_t gx, Double_t gy, Double_t gz, Int_t axisType, Int_t corrType=0);
  76
  77 protected:
  78   TH2F* CreateTH2F(const char *name,const char *title,
  79                    const char *xlabel,const char *ylabel,const char *zlabel,
  80                    Int_t nbinsx,Double_t xlow,Double_t xup,
  81                    Int_t nbinsy,Double_t ylow,Double_t yup);
  82
  83   static const Double_t fgkTPCZ0;       // nominal gating grid position
  84   static const Double_t fgkIFCRadius;   // Mean Radius of the Inner Field Cage ( 82.43 min,  83.70 max) (cm)
  85   static const Double_t fgkOFCRadius;   // Mean Radius of the Outer Field Cage (252.55 min, 256.45 max) (cm)
  86   static const Double_t fgkZOffSet;     // Offset from CE: calculate all distortions closer to CE as if at this point
  87   static const Double_t fgkCathodeV;    // Cathode Voltage (volts)
  88   static const Double_t fgkGG;          // Gating Grid voltage (volts)
  89   static const Double_t fgkdvdE;        // [cm/V] drift velocity dependency on the E field (from Magboltz for NeCO2N2 at standard environment)
  90   static const Double_t fgkEM;          // charge/mass in [C/kg]
  91   static const Double_t fgke0;          // vacuum permittivity [A·s/(V·m)]
  92
  93
  94   enum {kNR=   72  };     // Number of R points in the table for interpolating distortion data
  95   enum {kNPhi= 18*10+1};  // Number of Phi points in the table for interpolating distortion data ( plus one extra for 360 == 0 )
  96   enum {kNZ=   166};      // Number of Z points in the table for interpolating distortion data
  97
  98   Double_t fgkRList[kNR]; // points in the radial direction (for the lookup table)
  99   Double_t fgkPhiList[kNPhi]; // points in the phi direction (for the lookup table)
 100   Double_t fgkZList[kNZ]; // points in the z direction (for the lookup table)
 101
 102   // Simple Interpolation functions: e.g. with tricubic interpolation (not yet in TH3)
 103   Int_t fILow, fJLow, fKLow;          // variable to help in the interpolation
 104   void Interpolate2DEdistortion( const Int_t order, const Double_t r, const Double_t z,
 105                                  const Double_t er[kNZ][kNR], Double_t &erValue );
 106   void Interpolate3DEdistortion( const Int_t order, const Double_t r, const Float_t phi, const Double_t z,
 107                                  const Double_t er[kNZ][kNPhi][kNR], const Double_t ephi[kNZ][kNPhi][kNR],
 108                                  const Double_t ez[kNZ][kNPhi][kNR],
 109                                  Double_t &erValue, Double_t &ephiValue, Double_t &ezValue);
 110   Double_t Interpolate2DTable( const Int_t order, const Double_t x, const Double_t y,
 111                               const Int_t nx,  const Int_t ny, const Double_t xv[], const Double_t yv[],
 112                               const TMatrixD &array );
 113   Double_t Interpolate3DTable( const Int_t order, const Double_t x,   const Double_t y,   const Double_t z,
 114                               const Int_t  nx,    const Int_t  ny,    const Int_t  nz,
 115                               const Double_t xv[], const Double_t yv[], const Double_t zv[],
 116                               TMatrixD **arrayofArrays );
 117   Double_t Interpolate( const Double_t xArray[], const Double_t yArray[],
 118                         const Int_t order, const Double_t x );
 119   void Search( const Int_t n, const Double_t xArray[], const Double_t x, Int_t &low );
 120   virtual Int_t IsPowerOfTwo ( Int_t i ) const  ;
 121
 122
 123
 124   // Algorithms to solve the laplace or poisson equation
 125   void PoissonRelaxation2D(TMatrixD &arrayV, TMatrixD &chargeDensity,
 126                            TMatrixD &arrayErOverEz, TMatrixD &arrayDeltaEz,
 127                            const Int_t rows, const Int_t columns, const Int_t iterations,
 128                            const Bool_t rocDisplacement = kTRUE);
 129
 130   void PoissonRelaxation3D( TMatrixD **arrayofArrayV, TMatrixD **arrayofChargeDensities,
 131                             TMatrixD **arrayofEroverEz, TMatrixD **arrayofEPhioverEz, TMatrixD **arrayofEz,
 132                             const Int_t rows, const Int_t columns,  const Int_t phislices,
 133                             const Float_t deltaphi, const Int_t iterations, const Int_t summetry,
 134                             const Bool_t rocDisplacement = kTRUE);
 135
 136 protected:
 137   Double_t fT1;         // tensor term of wt - T1
 138   Double_t fT2;         // tensor term of wt - T2
 139   static TObjArray *fgVisualCorrection;  // array of orrection for visualization
 140 private:
 141   AliTPCCorrection(const AliTPCCorrection &);               // not implemented
 142   AliTPCCorrection &operator=(const AliTPCCorrection &);    // not implemented
 143
 144   void InitLookUpfulcrums();   // to initialize the grid of the look up table
 145
 146   ClassDef(AliTPCCorrection,4);
 147 };
 148
 149 #endif