TPC/AliTPCPRF2D.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.8  2001/10/21 19:07:24  hristov
  19 Several pointers were set to zero in the default constructors to avoid memory management problems
  20
  21 Revision 1.7  2001/01/30 09:23:15  hristov
  22 Streamers removed (R.Brun)
  23
  24 Revision 1.6  2000/09/07 11:23:27  kowal2
  25 Improved algoritms, coding convensions applied.
  26
  27 Revision 1.5  2000/06/30 12:07:50  kowal2
  28 Updated from the TPC-PreRelease branch
  29
  30 Revision 1.4.4.3  2000/06/26 07:39:42  kowal2
  31 Changes to obey the coding rules
  32
  33 Revision 1.4.4.2  2000/06/25 08:38:41  kowal2
  34 Splitted from AliTPCtracking
  35
  36 Revision 1.4.4.1  2000/06/14 16:48:24  kowal2
  37 Parameter setting improved. Removed compiler warnings
  38
  39 Revision 1.4  2000/04/17 09:37:33  kowal2
  40 removed obsolete AliTPCDigitsDisplay.C
  41
  42 Revision 1.3.8.2  2000/04/10 08:40:46  kowal2
  43
  44 Small changes by M. Ivanov, improvements of algorithms
  45
  46 Revision 1.3.8.1  2000/04/10 07:56:53  kowal2
  47 Not used anymore - removed
  48
  49 Revision 1.3  1999/10/05 17:15:46  fca
  50 Minor syntax for the Alpha OSF
  51
  52 Revision 1.2  1999/09/29 09:24:34  fca
  53 Introduction of the Copyright and cvs Log
  54
  55 */
  56
  57 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  58 //  AliTPCPRF2D -                                                            //
  59 //  Pad response function object in two dimesions                            //
  60 //  This class contains the basic functions for the                          //
  61 //  calculation of PRF according generic charge distribution                 //
  62 //  In Update function object calculate table of response function           //
  63 //  in discrete x and y position                                             //
  64 // This table is used for interpolation od response function in any position //
  65 // (function GetPRF)                                                          //
  66 //                                                                           //
  67 //  Origin: Marian Ivanov, Uni. of Bratislava, ivanov@fmph.uniba.sk          //
  68 //                                                                           //
  69 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  70
  71
  72 #include "TMath.h"
  73 #include "AliTPCPRF2D.h"
  74 #include "TF2.h"
  75 #include <Riostream.h>
  76 #include <string.h>
  77 #include "TCanvas.h"
  78 #include "TPad.h"
  79 #include "TStyle.h"
  80 #include "TH1.h"
  81 #include "AliH2F.h"
  82
  83
  84 #include "TPaveText.h"
  85 #include "TText.h"
  86
  87 extern TStyle * gStyle;
  88
  89 const Double_t AliTPCPRF2D::fgkDegtoRad = 0.01745329251994;
  90 const Double_t AliTPCPRF2D::fgkSQRT12=3.464101;
  91 const Int_t   AliTPCPRF2D::fgkNPRF = 100;
  92
  93
  94 static Double_t funGauss2D(Double_t *x, Double_t * par)
  95 {
  96 //Gauss function  -needde by the generic function object
  97   return ( TMath::Exp(-(x[0]*x[0])/(2*par[0]*par[0]))*
  98            TMath::Exp(-(x[1]*x[1])/(2*par[1]*par[1])));
  99
 100 }
 101
 102 static Double_t funCosh2D(Double_t *x, Double_t * par)
 103 {
 104  //Cosh function  -needde by the generic function object
 105   return ( 1/(TMath::CosH(3.14159*x[0]/(2*par[0]))*
 106            TMath::CosH(3.14159*x[1]/(2*par[1]))));
 107 }
 108
 109 static Double_t funGati2D(Double_t *x, Double_t * par)
 110 {
 111   //Gati function  -needde by the generic function object
 112   Float_t k3=par[1];
 113   Float_t k3R=TMath::Sqrt(k3);
 114   Float_t k2=(TMath::Pi()/2)*(1-k3R/2.);
 115   Float_t k1=k2*k3R/(4*TMath::ATan(k3R));
 116   Float_t l=x[0]/par[0];
 117   Float_t tan2=TMath::TanH(k2*l);
 118   tan2*=tan2;
 119   Float_t res = k1*(1-tan2)/(1+k3*tan2);
 120  //par[4] = is equal to k3Y
 121   k3=par[4];
 122   k3R=TMath::Sqrt(k3);
 123   k2=(TMath::Pi()/2)*(1-k3R/2.);
 124   k1=k2*k3R/(4*TMath::ATan(k3R));
 125   l=x[1]/par[0];
 126   tan2=TMath::TanH(k2*l);
 127   tan2*=tan2;
 128   res = res*k1*(1-tan2)/(1+k3*tan2);
 129   return res;
 130 }
 131
 132 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 133 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 134
 135 ClassImp(AliTPCPRF2D)
 136
 137 AliTPCPRF2D::AliTPCPRF2D()
 138 {
 139   //default constructor for response function object
 140   fcharge = 0;
 141   fNChargeArray = 0;
 142   fChargeArray = 0;
 143   fNPRF =fgkNPRF ;
 144   fSigmaX = 0;
 145   fSigmaY = 0;
 146
 147   fGRF = 0;
 148   fKNorm = 1;
 149   fOrigSigmaY=0;
 150   fOrigSigmaX=0;
 151   fNdiv = 5;
 152   //set daault angels
 153   fChargeAngle = 0;
 154   fPadAngle = 0;
 155   //chewron default values
 156   SetPad(0.8,0.8);
 157   SetChevron(0.2,0.0,1.0);
 158   SetY(-0.2,0.2,2);
 159   SetInterpolationType(2,0);
 160 }
 161
 162 AliTPCPRF2D::~AliTPCPRF2D()
 163 {
 164   if (fChargeArray!=0) delete [] fChargeArray;
 165   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 166 }
 167
 168 void AliTPCPRF2D::SetY(Float_t y1, Float_t y2, Int_t nYdiv)
 169 {
 170   //
 171   //set virtual line position
 172   //first and last line and number of lines
 173   fNYdiv = nYdiv;
 174   fY1=y1;
 175   fY2=y2;
 176 }
 177
 178 void AliTPCPRF2D::SetPad(Float_t width, Float_t height)
 179 {
 180   //set base chevron parameters
 181  fHeightFull=height;
 182  fWidth=width;
 183 }
 184 void AliTPCPRF2D::SetChevron(Float_t hstep,
 185                         Float_t shifty,
 186                         Float_t fac)
 187 {
 188   //set shaping of chewron parameters
 189   fHeightS=hstep;
 190   fShiftY=shifty;
 191   fK=fac;
 192 }
 193
 194 void AliTPCPRF2D::SetChParam(Float_t width, Float_t height,
 195                   Float_t hstep, Float_t shifty, Float_t fac)
 196 {
 197   SetPad(width,height);
 198   SetChevron(hstep,shifty,fac);
 199 }
 200
 201
 202 Float_t AliTPCPRF2D::GetPRF(Float_t xin, Float_t yin)
 203 {
 204   //function which return pad response
 205   //for the charge in distance xin
 206   //return  cubic aproximation of PRF or PRF at nearest virtual wire
 207    if (fChargeArray==0) return 0;
 208   //transform position to "wire position"
 209   Float_t y=fDYtoWire*(yin-fY1);
 210   if (fNYdiv == 1) y=fY1;
 211   //normaly it find nearest line charge
 212   if (fInterY ==0){
 213     Int_t i=Int_t(0.5+y);
 214     if (y<0) i=Int_t(-0.5+y);
 215     if ((i<0) || (i>=fNYdiv) ) return 0;
 216     fcharge   = &(fChargeArray[i*fNPRF]);
 217     return GetPRFActiv(xin);
 218   }
 219   else{
 220     //make interpolation from more fore lines
 221     Int_t i= Int_t(y);
 222     Float_t res;
 223     if ((i<0) || (i>=fNYdiv) ) return 0;
 224     Float_t z0=0;
 225     Float_t z1=0;
 226     Float_t z2=0;
 227     Float_t z3=0;
 228     if (i>0) {
 229       fcharge =&(fChargeArray[(i-1)*fNPRF]);
 230       z0 = GetPRFActiv(xin);
 231     }
 232     fcharge =&(fChargeArray[i*fNPRF]);
 233     z1=GetPRFActiv(xin);
 234     if ((i+1)<fNYdiv){
 235       fcharge =&(fChargeArray[(i+1)*fNPRF]);
 236       z2 = GetPRFActiv(xin);
 237     }
 238     if ((i+2)<fNYdiv){
 239       fcharge =&(fChargeArray[(i+2)*fNPRF]);
 240       z3 = GetPRFActiv(xin);
 241     }
 242     Float_t a,b,c,d,k,l;
 243     a=z1;
 244     b=(z2-z0)/2.;
 245     k=z2-a-b;
 246     l=(z3-z1)/2.-b;
 247     d=l-2*k;
 248     c=k-d;
 249     Float_t dy=y-Float_t(i);
 250
 251     res = a+b*dy+c*dy*dy+d*dy*dy*dy;
 252     return res;
 253   }
 254   return 0.;
 255 }
 256
 257
 258 Float_t AliTPCPRF2D::GetPRFActiv(Float_t xin)
 259 {
 260   //GEt response function on given charege line
 261   //return spline aproximaton
 262   Float_t x = (xin*fDStepM1)+fNPRF/2;
 263   Int_t i = Int_t(x);
 264
 265   if  ( (i>1) && ((i+2)<fNPRF)) {
 266     Float_t a,b,c,d,k,l;
 267     a = fcharge[i];
 268     b = (fcharge[i+1]-fcharge[i-1])*0.5;
 269     k = fcharge[i+1]-a-b;
 270     l = (fcharge[i+2]-fcharge[i])*0.5-b;
 271     d=l-2.*k;
 272     c=k-d;
 273     Float_t dx=x-Float_t(i);
 274     Float_t res = a+b*dx+c*dx*dx+d*dx*dx*dx;
 275     return res;
 276   }
 277   else return 0;
 278 }
 279
 280
 281 Float_t  AliTPCPRF2D::GetGRF(Float_t xin, Float_t yin)
 282 {
 283   //function which returnoriginal charge distribution
 284   //this function is just normalised for fKnorm
 285   if (GetGRF() != 0 )
 286     return fKNorm*GetGRF()->Eval(xin,yin)/fInteg;
 287       else
 288     return 0.;
 289 }
 290
 291
 292 void AliTPCPRF2D::SetParam( TF2 * GRF,  Float_t kNorm,
 293                        Float_t sigmaX, Float_t sigmaY)
 294 {
 295   //adjust parameters of the original charge distribution
 296   //and pad size parameters
 297    if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 298    fGRF = GRF;
 299    fKNorm = kNorm;
 300    sprintf(fType,"User");
 301    if (sigmaX ==0) sigmaX=(fWidth*(1+TMath::Abs(fK)))/fgkSQRT12;
 302    if (sigmaY ==0) sigmaY=(fWidth*(1+TMath::Abs(fK)))/fgkSQRT12;
 303    fOrigSigmaX=sigmaX;
 304    fOrigSigmaY=sigmaY;
 305    Double_t estimsigma =
 306      TMath::Sqrt(sigmaX*sigmaX+(fWidth*fWidth*(1+TMath::Abs(fK))/12)+
 307                  TMath::Tan(fPadAngle*fgkDegtoRad)*TMath::Tan(fPadAngle*fgkDegtoRad)*fHeightFull*fHeightFull/12);
 308    if (estimsigma < 5*sigmaX) {
 309      fDStep = estimsigma/10.;
 310      fNPRF  = Int_t(estimsigma*8./fDStep);
 311    }
 312    else{
 313      fDStep = sigmaX;
 314      Double_t width = fWidth*(1+TMath::Abs(fK))+TMath::Abs(TMath::Tan(fPadAngle*fgkDegtoRad))*fHeightFull;
 315      fNPRF = Int_t((width+8.*sigmaX)/fDStep);
 316    };
 317
 318 }
 319
 320
 321 void AliTPCPRF2D::SetGauss(Float_t sigmaX, Float_t sigmaY,
 322                       Float_t kNorm)
 323 {
 324   //
 325   // set parameters for Gauss generic charge distribution
 326   //
 327   fKNorm = kNorm;
 328   fOrigSigmaX=sigmaX;
 329   fOrigSigmaY=sigmaY;
 330   sprintf(fType,"Gauss");
 331   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 332   fGRF = new TF2("fun",funGauss2D,-5.,5.,-5.,5.,4);
 333
 334   funParam[0]=sigmaX;
 335   funParam[1]=sigmaY;
 336   funParam[2]=fK;
 337   funParam[3]=fHeightS;
 338
 339   fGRF->SetParameters(funParam);
 340   Double_t estimsigma =
 341      TMath::Sqrt(sigmaX*sigmaX+(fWidth*fWidth*(1+TMath::Abs(fK))/12)+
 342                  TMath::Tan(fPadAngle)*TMath::Tan(fPadAngle*fgkDegtoRad)*fHeightFull*fHeightFull/12);
 343    if (estimsigma < 5*sigmaX) {
 344      fDStep = estimsigma/10.;
 345      fNPRF  = Int_t(estimsigma*8./fDStep);
 346    }
 347    else{
 348      fDStep = sigmaX;
 349      Double_t width = fWidth*(1+TMath::Abs(fK))+TMath::Abs(TMath::Tan(fPadAngle*fgkDegtoRad))*fHeightFull;
 350      fNPRF = Int_t((width+8.*sigmaX)/fDStep);
 351    };
 352
 353
 354 }
 355 void AliTPCPRF2D::SetCosh(Float_t sigmaX, Float_t sigmaY,
 356                      Float_t kNorm)
 357 {
 358   // set parameters for Cosh generic charge distribution
 359   //
 360   fKNorm = kNorm;
 361   fOrigSigmaX=sigmaX;
 362   fOrigSigmaY=sigmaY;
 363   sprintf(fType,"Cosh");
 364   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 365   fGRF = new TF2("fun", funCosh2D,-5.,5.,-5.,5.,4);
 366   funParam[0]=sigmaX;
 367   funParam[1]=sigmaY;
 368   funParam[2]=fK;
 369   funParam[3]=fHeightS;
 370   fGRF->SetParameters(funParam);
 371
 372   Double_t estimsigma = TMath::Sqrt(sigmaX*sigmaX+fWidth*fWidth*(1+TMath::Abs(fK))/12);
 373   if (estimsigma < 5*sigmaX) {
 374     fDStep = estimsigma/10.;
 375     fNPRF  = Int_t(estimsigma*8./fDStep);
 376   }
 377   else{
 378     fDStep = sigmaX;
 379     fNPRF = Int_t((1.2*fWidth*(1+TMath::Abs(fK))+8.*sigmaX)/fDStep);
 380   };
 381
 382 }
 383
 384 void AliTPCPRF2D::SetGati(Float_t K3X, Float_t K3Y,
 385                      Float_t padDistance,
 386                      Float_t kNorm)
 387 {
 388   // set parameters for Gati generic charge distribution
 389   //
 390   fKNorm = kNorm;
 391   fK3X=K3X;
 392   fK3Y=K3Y;
 393   fPadDistance=padDistance;
 394   sprintf(fType,"Gati");
 395   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 396   fGRF = new TF2("fun", funGati2D,-5.,5.,-5.,5.,5);
 397
 398   funParam[0]=padDistance;
 399   funParam[1]=K3X;
 400   funParam[2]=fK;
 401   funParam[3]=fHeightS;
 402   funParam[4]=K3Y;
 403   fGRF->SetParameters(funParam);
 404   fOrigSigmaX=padDistance;
 405   fOrigSigmaY=padDistance;
 406   Float_t sigmaX = fOrigSigmaX;
 407   Double_t estimsigma = TMath::Sqrt(sigmaX*sigmaX+fWidth*fWidth*(1+TMath::Abs(fK))/12);
 408   if (estimsigma < 5*sigmaX) {
 409     fDStep = estimsigma/10.;
 410     fNPRF  = Int_t(estimsigma*8./fDStep);
 411   }
 412   else{
 413     fDStep = sigmaX;
 414     fNPRF = Int_t((1.2*fWidth*(1+TMath::Abs(fK))+8.*sigmaX)/fDStep);
 415   };
 416 }
 417
 418
 419
 420 void AliTPCPRF2D::Update()
 421 {
 422   //
 423   //update fields  with interpolated values for
 424   //PRF calculation
 425
 426   if ( fGRF == 0 ) return;
 427   //initialize interpolated values to 0
 428   Int_t i;
 429   if (fChargeArray!=0) delete [] fChargeArray;
 430   fChargeArray = new Float_t[fNPRF*fNYdiv];
 431   fNChargeArray = fNPRF*fNYdiv;
 432   for (i =0; i<fNPRF*fNYdiv;i++)  fChargeArray[i] = 0;
 433   //firstly calculate total integral of charge
 434
 435   ////////////////////////////////////////////////////////
 436   //I'm waiting for normal integral
 437   //in this moment only sum
 438   Float_t x2=  4*fOrigSigmaX;
 439   Float_t y2=  4*fOrigSigmaY;
 440   Float_t dx = fOrigSigmaX/Float_t(fNdiv*6);
 441   Float_t dy = fOrigSigmaY/Float_t(fNdiv*6);
 442   Int_t nx  = Int_t(0.5+x2/dx);
 443   Int_t ny  = Int_t(0.5+y2/dy);
 444   Int_t ix,iy;
 445   fInteg  = 0;
 446   Double_t dInteg =0;
 447   for (ix=-nx;ix<=nx;ix++)
 448     for ( iy=-ny;iy<=ny;iy++)
 449       dInteg+=fGRF->Eval(Float_t(ix)*dx,Float_t(iy)*dy)*dx*dy;
 450   /////////////////////////////////////////////////////
 451   fInteg =dInteg;
 452   if ( fInteg == 0 ) fInteg = 1;
 453
 454   for (i=0; i<fNYdiv; i++){
 455     if (fNYdiv == 1) fCurrentY = fY1;
 456     else
 457       fCurrentY = fY1+Double_t(i)*(fY2-fY1)/Double_t(fNYdiv-1);
 458     fcharge   = &(fChargeArray[i*fNPRF]);
 459     Update1();
 460   }
 461   //calculate conversion coefitient to convert position to virtual wire
 462   fDYtoWire=Float_t(fNYdiv-1)/(fY2-fY1);
 463   fDStepM1=1/fDStep;
 464   UpdateSigma();
 465 }
 466
 467 void AliTPCPRF2D::Update1()
 468 {
 469   //
 470   //update fields  with interpolated values for
 471   //PRF calculation for given charge line
 472   Int_t i;
 473   Double_t cos = TMath::Cos(fChargeAngle);
 474   Double_t sin = TMath::Sin(fChargeAngle);
 475   const Double_t kprec =0.00000001;
 476   //integrate charge over pad for different distance of pad
 477   for (i =0; i<fNPRF;i++){
 478     //x in cm fWidth in cm
 479     //calculate integral
 480     Double_t xch = fDStep * (Double_t)(i-fNPRF/2);
 481     fcharge[i]=0;
 482     Double_t k=1;
 483
 484
 485     for (Double_t ym=-fHeightFull/2.-fShiftY;  ym<fHeightFull/2.-kprec;ym+=fHeightS){
 486       Double_t y2chev=TMath::Min((ym+fHeightS),Double_t(fHeightFull/2.)); // end of chevron step
 487       Double_t y1chev= ym;  //beginning of chevron step
 488       Double_t y2 = TMath::Min(y2chev,fCurrentY+3.5*fOrigSigmaY);
 489       Double_t y1 = TMath::Max((y1chev),Double_t(-fHeightFull/2.));
 490       y1 = TMath::Max(y1chev,fCurrentY-3.5*fOrigSigmaY);
 491
 492       Double_t x0 = fWidth*(-1.-(Double_t(k)*fK))*0.5+ym*TMath::Tan(fPadAngle*fgkDegtoRad);
 493       Double_t kx  = Double_t(k)*(fK*fWidth)/fHeightS;
 494       kx = TMath::Tan(TMath::ATan(kx))+TMath::Tan(fPadAngle*fgkDegtoRad);
 495
 496       Int_t ny = TMath::Max(Int_t(fNdiv*TMath::Exp(-(y1-fCurrentY)*(y1-fCurrentY)/(2*fOrigSigmaY*fOrigSigmaY))),4);
 497       Double_t dy = TMath::Min(fOrigSigmaY/Double_t(ny),y2-y1);
 498       Double_t ndy = dy;
 499
 500       //loop over different y strips with variable step size  dy
 501       if (y2>(y1+kprec)) for (Double_t y = y1; y<y2+kprec;){
 502         //new step SIZE
 503
 504         ny = TMath::Max(Int_t(fNdiv*TMath::Exp(-(y-fCurrentY)*(y-fCurrentY)/(2*fOrigSigmaY*fOrigSigmaY))),5);
 505         ndy = fOrigSigmaY/Double_t(ny);
 506         if (ndy>(y2-y-dy)) {
 507           ndy =y2-y-dy;
 508           if (ndy<kprec) ndy=2*kprec; //calculate new delta y
 509         }
 510         //
 511         Double_t sumch=0;
 512         //calculation of x borders and initial step
 513         Double_t deltay = (y-y1chev);
 514
 515         Double_t xp1  = x0+deltay*kx;
 516                 //x begining of pad at position y
 517         Double_t xp2 =xp1+fWidth;        //x end of pad at position y
 518         Double_t xp3 =xp1+kx*dy; //...at position y+dy
 519         Double_t xp4 =xp2+kx*dy; //..
 520
 521         Double_t x1 = TMath::Min(xp1,xp3);
 522         x1 = TMath::Max(xp1,xch-3.5*fOrigSigmaX); //beging of integration
 523         Double_t x2 = TMath::Max(xp2,xp4);
 524          x2 = TMath::Min(xp2+dy*kx,xch+3.5*fOrigSigmaX); //end of integration
 525
 526         Int_t nx = TMath::Max(Int_t(fNdiv*TMath::Exp(-(x1-xch)*(x1-xch)/(2*fOrigSigmaX*fOrigSigmaX))*
 527                                     TMath::Exp(-(y1-fCurrentY)*(y1-fCurrentY)/(2*fOrigSigmaY*fOrigSigmaY))),2);
 528         Double_t dx = TMath::Min(fOrigSigmaX/Double_t(nx),x2-x1)/5.; //on the border more iteration
 529         Double_t ndx=dx;
 530
 531         if (x2>(x1+kprec)) {
 532           for (Double_t x = x1; x<x2+kprec ;){
 533           //new step SIZE
 534           nx = TMath::Max(Int_t(fNdiv*TMath::Exp(-(x-xch)*(x-xch)/(2*fOrigSigmaX*fOrigSigmaX))),3);
 535           ndx = fOrigSigmaX/Double_t(nx);
 536           if (ndx>(x2-x-dx)) {
 537             ndx =x2-x-dx;
 538           }
 539           if ( ( (x+dx+ndx)<TMath::Max(xp3,xp1)) || ( (x+dx+ndx)>TMath::Min(xp4,xp2))) {
 540             ndx/=5.;
 541           }
 542           if (ndx<kprec) ndx=2*kprec;
 543           //INTEGRAL APROXIMATION
 544           Double_t ddx,ddy,dddx,dddy;
 545           ddx = xch-(x+dx/2.);
 546           ddy = fCurrentY-(y+dy/2.);
 547           dddx = cos*ddx-sin*ddy;
 548           dddy = sin*ddx+cos*ddy;
 549           Double_t z0=fGRF->Eval(dddx,dddy);  //middle point
 550
 551           ddx = xch-(x+dx/2.);
 552           ddy = fCurrentY-(y);
 553           dddx = cos*ddx-sin*ddy;
 554           dddy = sin*ddx+cos*ddy;
 555           Double_t z1=fGRF->Eval(dddx,dddy);  //point down
 556
 557           ddx = xch-(x+dx/2.);
 558           ddy = fCurrentY-(y+dy);
 559           dddx = cos*ddx-sin*ddy;
 560           dddy = sin*ddx+cos*ddy;
 561           Double_t z3=fGRF->Eval(dddx,dddy);  //point up
 562
 563           ddx = xch-(x);
 564           ddy = fCurrentY-(y+dy/2.);
 565           dddx = cos*ddx-sin*ddy;
 566           dddy = sin*ddx+cos*ddy;
 567           Double_t z2=fGRF->Eval(dddx,dddy);  //point left
 568
 569           ddx = xch-(x+dx);
 570           ddy = fCurrentY-(y+dy/2.);
 571           dddx = cos*ddx-sin*ddy;
 572           dddy = sin*ddx+cos*ddy;
 573           Double_t z4=fGRF->Eval(dddx,dddy);  //point right
 574
 575
 576           if (z0<0) {z0=0;z1=0;z2=0;z3=0;z4=0;}
 577
 578           Double_t f2x= (z3+z1-2*z0)*4.;//second derivation in y
 579           Double_t f2y= (z2+z4-2*z0)*4.;//second derivation in x
 580           Double_t f1y= (z3-z1);
 581           Double_t z ;
 582           z = (z0+f2x/6.+f2y/6.);//second order aproxiation of integral
 583           if (kx>kprec){  //positive derivation
 584             if (x<(xp1+dy*kx)){                //calculate volume at left border
 585               Double_t xx1  = x;
 586               Double_t xx2  = TMath::Min(x+dx,xp1+dy*kx);
 587               Double_t yy1  = y+(xx1-xp1)/kx;
 588               Double_t yy2  = TMath::Min(y+(xx2-xp1)/kx,y+dy);
 589               z=z0;
 590               if (yy2<y+dy) {
 591                 z-= z0*(y+dy-yy2)/dy; //constant part rectangle
 592                 z-= f1y*(xx2-xx1)*(y+dy-yy2)*(y+dy-yy2)/(2.*dx*dy);
 593               }
 594               z-=z0*(xx2-xx1)*(yy2-yy1)/(2*dx*dy); //constant part rectangle
 595
 596             }
 597             if (x>xp2){          //calculate volume at right  border
 598               Double_t xx1  = x;
 599               Double_t xx2  = x+dx;
 600               Double_t yy1  = y+(xx1-xp2)/kx;
 601               Double_t yy2  = y+(xx2-xp2)/kx;
 602               z=z0;
 603               //rectangle part
 604               z-=z0*(yy1-y)/dy; //constant part
 605               z-=f1y*(xx2-xx1)*(yy1-y)*(yy1-y)/(2*dx*dy);
 606               //triangle part
 607               z-=z0*(xx2-xx1)*(yy2-yy1)/(2*dx*dy); //constant part
 608             }
 609           }
 610           if (kx<-kprec){ //negative  derivation
 611             if (x<(xp1+dy*kx)){       //calculate volume at left border
 612               Double_t xx1  = x;
 613               Double_t xx2  = TMath::Min(x+dx,xp3-dy/kx);
 614               Double_t yy1  = y+(xx1-xp1)/kx;
 615               Double_t yy2  = TMath::Max(y,yy1+(xx2-xx1)/kx); //yy2<yy1
 616               z = z0;
 617               z-= z0*(yy2-y)/dy; // constant part rectangle
 618               z-= f1y*(xx2-xx1)*(yy2-y)*(yy2-y)/(2.*dx*dy);
 619               z-=z0*(xx2-xx1)*(yy1-yy2)/(2*dx*dy); //constant part triangle
 620             }
 621             if (x>xp2){       //calculate volume at right  border
 622               Double_t xx1  = TMath::Max(x,xp2+dy*kx);
 623               Double_t xx2  = x+dx;
 624               Double_t yy1  = TMath::Min(y+dy,y-(xp2-xx1)/kx);
 625               Double_t yy2  = y-(xp2-xx2)/kx;
 626               z=z0;
 627               z-=z0*(yy2-y)/dy;  //constant part rextangle
 628               z-= f1y*(xx2-xx1)*(yy2-y)*(yy2-y)/(2.*dx*dy);
 629               z-=z0*(xx2-xx1)*(yy1-yy2)/(2*dx*dy); //constant part triangle
 630             }
 631           }
 632
 633           if (z>0.)           sumch+=fKNorm*z*dx*dy/fInteg;
 634
 635           x+=dx;
 636           dx = ndx;
 637         }; //loop over x
 638         fcharge[i]+=sumch;
 639         }//if x2>x1
 640         y+=dy;
 641         dy =ndy;
 642       }//step over different y
 643       k*=-1.;
 644     }//step over chevron
 645
 646    }//step over different points on line NPRF
 647 }
 648
 649 void AliTPCPRF2D::UpdateSigma()
 650 {
 651   //
 652   //calulate effective sigma X and sigma y of PRF
 653   fMeanX = 0;
 654   fMeanY = 0;
 655   fSigmaX = 0;
 656   fSigmaY = 0;
 657
 658   Float_t sum =0;
 659   Int_t i;
 660   Float_t x,y;
 661
 662   for (i=-1; i<=fNYdiv; i++){
 663     if (fNYdiv == 1) y = fY1;
 664     else
 665       y = fY1+Float_t(i)*(fY2-fY1)/Float_t(fNYdiv-1);
 666     for (x =-fNPRF*fDStep; x<fNPRF*fDStep;x+=fDStep)
 667       {
 668         //x in cm fWidth in cm
 669         Float_t weight = GetPRF(x,y);
 670         fSigmaX+=x*x*weight;
 671         fSigmaY+=y*y*weight;
 672         fMeanX+=x*weight;
 673         fMeanY+=y*weight;
 674         sum+=weight;
 675     };
 676   }
 677   if (sum>0){
 678     fMeanX/=sum;
 679     fMeanY/=sum;
 680     fSigmaX = TMath::Sqrt(fSigmaX/sum-fMeanX*fMeanX);
 681     fSigmaY = TMath::Sqrt(fSigmaY/sum-fMeanY*fMeanY);
 682   }
 683   else fSigmaX=0;
 684 }
 685
 686
 687 void AliTPCPRF2D::Streamer(TBuffer &R__b)
 688 {
 689    // Stream an object of class AliTPCPRF2D
 690
 691    if (R__b.IsReading()) {
 692       UInt_t R__s, R__c;
 693       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(&R__s, &R__c);
 694       AliTPCPRF2D::Class()->ReadBuffer(R__b, this, R__v, R__s, R__c);
 695       //read functions
 696       if (strncmp(fType,"User",3)!=0){
 697         delete fGRF;
 698         if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0)
 699           fGRF = new TF2("fun",funGauss2D,-5.,5.,-5.,5.,4);
 700         if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0)
 701           fGRF = new TF2("fun",funCosh2D,-5.,5.,-5.,5.,4);
 702         if (strncmp(fType,"Gati",3)==0)
 703           fGRF = new TF2("fun",funGati2D,-5.,5.,-5.,5.,5);
 704         if (fGRF!=0) fGRF->SetParameters(funParam);
 705       }
 706       //calculate conversion coefitient to convert position to virtual wire
 707       fDYtoWire=Float_t(fNYdiv-1)/(fY2-fY1);
 708       fDStepM1=1/fDStep;
 709    } else {
 710       AliTPCPRF2D::Class()->WriteBuffer(R__b,this);
 711    }
 712 }
 713
 714
 715 TH1F *  AliTPCPRF2D::GenerDrawXHisto(Float_t x1, Float_t x2,Float_t y)
 716 {
 717   //gener one dimensional hist of pad response function
 718   //  at position y
 719   char s[100];
 720   const Int_t kn=200;
 721   sprintf(s,"Pad Response Function");
 722   TH1F * hPRFc = new TH1F("hPRFc",s,kn+1,x1,x2);
 723   Float_t x=x1;
 724   Float_t y1;
 725
 726   for (Int_t i = 0;i<kn+1;i++)
 727     {
 728       x+=(x2-x1)/Float_t(kn);
 729       y1 = GetPRF(x,y);
 730       hPRFc->Fill(x,y1);
 731     };
 732   hPRFc->SetXTitle("pad  (cm)");
 733   return hPRFc;
 734 }
 735
 736 AliH2F * AliTPCPRF2D::GenerDrawHisto(Float_t x1, Float_t x2, Float_t y1, Float_t y2, Int_t Nx, Int_t Ny)
 737 {
 738   //
 739   //gener two dimensional histogram with PRF
 740   //
 741   char s[100];
 742   sprintf(s,"Pad Response Function");
 743   AliH2F * hPRFc = new AliH2F("hPRFc",s,Nx,x1,x2,Ny,y1,y2);
 744   Float_t dx=(x2-x1)/Float_t(Nx);
 745   Float_t dy=(y2-y1)/Float_t(Ny) ;
 746   Float_t x,y,z;
 747   x = x1;
 748   y = y1;
 749   for ( Int_t i  = 0;i<=Nx;i++,x+=dx){
 750     y=y1;
 751     for (Int_t j  = 0;j<=Ny;j++,y+=dy){
 752       z = GetPRF(x,y);
 753       hPRFc->SetCellContent(i,j,z);
 754     };
 755   };
 756   hPRFc->SetXTitle("pad direction (cm)");
 757   hPRFc->SetYTitle("pad row  direction (cm)");
 758   hPRFc->SetTitleOffset(1.5,"X");
 759   hPRFc->SetTitleOffset(1.5,"Y");
 760   return hPRFc;
 761 }
 762
 763
 764 AliH2F * AliTPCPRF2D::GenerDrawDistHisto(Float_t x1, Float_t x2, Float_t y1, Float_t y2, Int_t Nx, Int_t Ny, Float_t  thr)
 765 {
 766   //return histogram with distortion
 767   const Float_t kminth=0.00001;
 768   if (thr<kminth) thr=kminth;
 769   char s[100];
 770   sprintf(s,"COG distortion of PRF (threshold=%2.2f)",thr);
 771   AliH2F * hPRFDist = new AliH2F("hDistortion",s,Nx,x1,x2,Ny,y1,y2);
 772   Float_t dx=(x2-x1)/Float_t(Nx);
 773   Float_t dy=(y2-y1)/Float_t(Ny) ;
 774   Float_t x,y,z,ddx;
 775   x=x1;
 776   for ( Int_t i  = 0;i<=Nx;i++,x+=dx){
 777     y=y1;
 778     for(Int_t j  = 0;j<=Ny;j++,y+=dy)
 779       {
 780         Float_t sumx=0;
 781         Float_t sum=0;
 782         for (Int_t k=-3;k<=3;k++)
 783           {
 784             Float_t padx=Float_t(k)*fWidth;
 785             z = GetPRF(x-padx,y);
 786             if (z>thr){
 787               sum+=z;
 788               sumx+=z*padx;
 789             }
 790           };
 791         if (sum>kminth)
 792           {
 793             ddx = (x-(sumx/sum));
 794           }
 795         else ddx=-1;
 796         if (TMath::Abs(ddx)<10)         hPRFDist->SetCellContent(i,j,ddx);
 797       }
 798   }
 799
 800   hPRFDist->SetXTitle("pad direction (cm)");
 801   hPRFDist->SetYTitle("pad row  direction (cm)");
 802   hPRFDist->SetTitleOffset(1.5,"X");
 803   hPRFDist->SetTitleOffset(1.5,"Y");
 804   return hPRFDist;
 805 }
 806
 807
 808
 809
 810
 811 void AliTPCPRF2D::DrawX(Float_t x1 ,Float_t x2,Float_t y1,Float_t y2, Int_t N)
 812 {
 813   //
 814   //draw pad response function at interval <x1,x2> at  given y position
 815   //
 816   if (N<0) return;
 817   TCanvas  * c1 = new TCanvas("PRFX","Pad response function",700,900);
 818   c1->cd();
 819
 820   TPaveText * comment = new TPaveText(0.05,0.02,0.95,0.20,"NDC");
 821   comment->SetTextAlign(12);
 822   comment->SetFillColor(42);
 823   DrawComment(comment);
 824   comment->Draw();
 825   c1->cd();
 826
 827   TPad * pad2 = new TPad("pPRF","",0.05,0.22,0.95,0.95);
 828   pad2->Divide(2,(N+1)/2);
 829   pad2->Draw();
 830   gStyle->SetOptFit(1);
 831   gStyle->SetOptStat(1);
 832   for (Int_t i=0;i<N;i++){
 833     char ch[200];
 834     Float_t y;
 835     if (N==1) y=y1;
 836     else y = y1+i*(y2-y1)/Float_t(N-1);
 837     pad2->cd(i+1);
 838     TH1F * hPRFc =GenerDrawXHisto(x1, x2,y);
 839     sprintf(ch,"PRF at wire position: %2.3f",y);
 840     hPRFc->SetTitle(ch);
 841     sprintf(ch,"PRF %d",i);
 842     hPRFc->SetName(ch);
 843      hPRFc->Fit("gaus");
 844   }
 845
 846 }
 847
 848
 849
 850 void AliTPCPRF2D::DrawPRF(Float_t x1 ,Float_t x2,Float_t y1, Float_t y2, Int_t Nx, Int_t Ny)
 851 {
 852   //
 853   //
 854   TCanvas  * c1 = new TCanvas("canPRF","Pad response function",700,900);
 855   c1->cd();
 856   TPad * pad2 = new TPad("pad2PRF","",0.05,0.22,0.95,0.95);
 857   pad2->Draw();
 858   gStyle->SetOptFit(1);
 859   gStyle->SetOptStat(1);
 860   TH2F * hPRFc = GenerDrawHisto(x1, x2, y1, y2, Nx,Ny);
 861   pad2->cd();
 862   hPRFc->Draw("surf");
 863   c1->cd();
 864   TPaveText * comment = new TPaveText(0.05,0.02,0.95,0.20,"NDC");
 865   comment->SetTextAlign(12);
 866   comment->SetFillColor(42);
 867   DrawComment(comment);
 868   comment->Draw();
 869 }
 870
 871 void AliTPCPRF2D::DrawDist(Float_t x1 ,Float_t x2,Float_t y1, Float_t y2, Int_t Nx, Int_t Ny, Float_t thr)
 872 {
 873   //
 874   //draw distortion of the COG method - for different threshold parameter
 875   TCanvas  * c1 = new TCanvas("padDistortion","COG distortion",700,900);
 876   c1->cd();
 877   TPad * pad1 = new TPad("dist","",0.05,0.55,0.95,0.95,21);
 878   pad1->Draw();
 879   TPad * pad2 = new TPad("dist","",0.05,0.22,0.95,0.53,21);
 880   pad2->Draw();
 881   gStyle->SetOptFit(1);
 882   gStyle->SetOptStat(0);
 883
 884   AliH2F * hPRFDist = GenerDrawDistHisto(x1, x2, y1, y2, Nx,Ny,thr);
 885
 886   pad1->cd();
 887   hPRFDist->Draw("surf");
 888   Float_t distmax =hPRFDist->GetMaximum();
 889   Float_t distmin =hPRFDist->GetMinimum();
 890   gStyle->SetOptStat(1);
 891
 892   TH1F * dist = hPRFDist->GetAmplitudes(distmin,distmax,distmin-1);
 893   pad2->cd();
 894   dist->Draw();
 895   c1->cd();
 896   TPaveText * comment = new TPaveText(0.05,0.02,0.95,0.20,"NDC");
 897   comment->SetTextAlign(12);
 898   comment->SetFillColor(42);
 899   DrawComment(comment);
 900   comment->Draw();
 901 }
 902
 903 void AliTPCPRF2D::DrawComment(TPaveText *comment)
 904 {
 905   //
 906   //function to write comment to picture
 907
 908   char s[100];
 909   //draw comments to picture
 910   TText * title = comment->AddText("Pad Response Function  parameters:");
 911   title->SetTextSize(0.03);
 912   sprintf(s,"Height of pad:  %2.2f cm",fHeightFull);
 913   comment->AddText(s);
 914   sprintf(s,"Width pad:  %2.2f cm",fWidth);
 915   comment->AddText(s);
 916   sprintf(s,"Pad Angle:  %2.2f ",fPadAngle);
 917   comment->AddText(s);
 918
 919   if (TMath::Abs(fK)>0.0001){
 920     sprintf(s,"Height of one chevron unit h:  %2.2f cm",2*fHeightS);
 921     comment->AddText(s);
 922     sprintf(s,"Overlap factor:  %2.2f",fK);
 923     comment->AddText(s);
 924   }
 925
 926   if (strncmp(fType,"User",3)==0){
 927     sprintf(s,"Charge distribution - user defined function  %s ",fGRF->GetTitle());
 928     comment->AddText(s);
 929     sprintf(s,"Sigma x of charge distribution: %2.2f ",fOrigSigmaX);
 930     comment->AddText(s);
 931     sprintf(s,"Sigma y of charge distribution: %2.2f ",fOrigSigmaY);
 932     comment->AddText(s);
 933   }
 934   if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0){
 935     sprintf(s,"Gauss charge distribution");
 936     comment->AddText(s);
 937     sprintf(s,"Sigma x of charge distribution: %2.2f ",fOrigSigmaX);
 938     comment->AddText(s);
 939     sprintf(s,"Sigma y of charge distribution: %2.2f ",fOrigSigmaY);
 940     comment->AddText(s);
 941   }
 942   if (strncmp(fType,"Gati",3)==0){
 943     sprintf(s,"Gati charge distribution");
 944     comment->AddText(s);
 945     sprintf(s,"K3X of Gati : %2.2f ",fK3X);
 946     comment->AddText(s);
 947     sprintf(s,"K3Y of Gati: %2.2f ",fK3Y);
 948     comment->AddText(s);
 949     sprintf(s,"Wire to Pad Distance: %2.2f ",fPadDistance);
 950     comment->AddText(s);
 951   }
 952   if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0){
 953     sprintf(s,"Cosh charge distribution");
 954     comment->AddText(s);
 955     sprintf(s,"Sigma x of charge distribution: %2.2f ",fOrigSigmaX);
 956     comment->AddText(s);
 957     sprintf(s,"Sigma y of charge distribution: %2.2f ",fOrigSigmaY);
 958     comment->AddText(s);
 959   }
 960   sprintf(s,"Normalisation: %2.2f ",fKNorm);
 961   comment->AddText(s);
 962 }
 963