TPC/AliTPCRF1D.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 1.7  2001/01/26 19:57:22  hristov
  19 Major upgrade of AliRoot code
  20
  21 Revision 1.6  2000/06/30 12:07:50  kowal2
  22 Updated from the TPC-PreRelease branch
  23
  24 Revision 1.5.4.3  2000/06/26 07:39:42  kowal2
  25 Changes to obey the coding rules
  26
  27 Revision 1.5.4.2  2000/06/25 08:38:41  kowal2
  28 Splitted from AliTPCtracking
  29
  30 Revision 1.5.4.1  2000/06/14 16:48:24  kowal2
  31 Parameter setting improved. Removed compiler warnings
  32
  33 Revision 1.5  2000/04/17 09:37:33  kowal2
  34 removed obsolete AliTPCDigitsDisplay.C
  35
  36 Revision 1.4.8.2  2000/04/10 08:53:09  kowal2
  37
  38 Updates by M. Ivanov
  39
  40
  41 Revision 1.4  1999/09/29 09:24:34  fca
  42 Introduction of the Copyright and cvs Log
  43
  44 */
  45
  46 //-----------------------------------------------------------------------------
  47 //
  48 //
  49 //
  50 //  Origin:   Marian Ivanov, Uni. of Bratislava, ivanov@fmph.uniba.sk
  51 //
  52 //  Declaration of class AliTPCRF1D
  53 //
  54 //-----------------------------------------------------------------------------
  55
  56 //
  57
  58 #include "TMath.h"
  59 #include "AliTPCRF1D.h"
  60 #include "TF2.h"
  61 #include <iostream.h>
  62 #include "TCanvas.h"
  63 #include "TPad.h"
  64 #include "TStyle.h"
  65 #include "TH1.h"
  66
  67 extern TStyle * gStyle;
  68
  69 Int_t   AliTPCRF1D::fgNRF=100;  //default  number of interpolation points
  70 Float_t AliTPCRF1D::fgRFDSTEP=0.01; //default step in cm
  71
  72 static Double_t funGauss(Double_t *x, Double_t * par)
  73 {
  74   //Gauss function  -needde by the generic function object
  75   return TMath::Exp(-(x[0]*x[0])/(2*par[0]*par[0]));
  76 }
  77
  78 static Double_t funCosh(Double_t *x, Double_t * par)
  79 {
  80   //Cosh function  -needde by the generic function object
  81   return 1/TMath::CosH(3.14159*x[0]/(2*par[0]));
  82 }
  83
  84 static Double_t funGati(Double_t *x, Double_t * par)
  85 {
  86   //Gati function  -needde by the generic function object
  87   Float_t k3=par[1];
  88   Float_t k3R=TMath::Sqrt(k3);
  89   Float_t k2=(TMath::Pi()/2)*(1-k3R/2.);
  90   Float_t k1=k2*k3R/(4*TMath::ATan(k3R));
  91   Float_t l=x[0]/par[0];
  92   Float_t tan2=TMath::TanH(k2*l);
  93   tan2*=tan2;
  94   Float_t res = k1*(1-tan2)/(1+k3*tan2);
  95   return res;
  96 }
  97
  98 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  99 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 100
 101 ClassImp(AliTPCRF1D)
 102
 103
 104 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(Bool_t direct,Int_t np,Float_t step)
 105 {
 106   //default constructor for response function object
 107   fDirect=direct;
 108   if (np!=0)fNRF = np;
 109   else (fNRF=fgNRF);
 110   fcharge = new Float_t[fNRF];
 111   if (step>0) fDSTEPM1=1./step;
 112   else fDSTEPM1 = 1./fgRFDSTEP;
 113   fSigma = 0;
 114   fGRF = 0;
 115   fkNorm = 0.5;
 116   fpadWidth = 3.5;
 117   forigsigma=0.;
 118   fOffset = 0.;
 119 }
 120
 121 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(const AliTPCRF1D &prf)
 122 {
 123   //
 124   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 125   fcharge = new Float_t[fNRF];
 126   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 127   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 128 }
 129
 130 AliTPCRF1D & AliTPCRF1D::operator = (const AliTPCRF1D &prf)
 131 {
 132   //
 133   if (fcharge) delete fcharge;
 134   if (fGRF) delete fGRF;
 135   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 136   fcharge = new Float_t[fNRF];
 137   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 138   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 139   return (*this);
 140 }
 141
 142
 143
 144 AliTPCRF1D::~AliTPCRF1D()
 145 {
 146   //
 147   if (fcharge!=0) delete [] fcharge;
 148   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 149 }
 150
 151 Float_t AliTPCRF1D::GetRF(Float_t xin)
 152 {
 153   //function which return response
 154   //for the charge in distance xin
 155   //return linear aproximation of RF
 156   Float_t x = TMath::Abs((xin-fOffset)*fDSTEPM1)+fNRF/2;
 157   Int_t i1=Int_t(x);
 158   if (x<0) i1-=1;
 159   Float_t res=0;
 160   if (i1+1<fNRF)
 161     res = fcharge[i1]*(Float_t(i1+1)-x)+fcharge[i1+1]*(x-Float_t(i1));
 162   return res;
 163 }
 164
 165 Float_t  AliTPCRF1D::GetGRF(Float_t xin)
 166 {
 167   //function which returnoriginal charge distribution
 168   //this function is just normalised for fKnorm
 169   if (fGRF != 0 )
 170     return fkNorm*fGRF->Eval(xin)/fInteg;
 171       else
 172     return 0.;
 173 }
 174
 175
 176 void AliTPCRF1D::SetParam( TF1 * GRF,Float_t padwidth,
 177                        Float_t kNorm, Float_t sigma)
 178 {
 179   //adjust parameters of the original charge distribution
 180   //and pad size parameters
 181    fpadWidth = padwidth;
 182    fGRF = GRF;
 183    fkNorm = kNorm;
 184    if (sigma==0) sigma= fpadWidth/TMath::Sqrt(12.);
 185    forigsigma=sigma;
 186    fDSTEPM1 = 10/TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 187    sprintf(fType,"User");
 188    //   Update();
 189 }
 190
 191
 192 void AliTPCRF1D::SetGauss(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 193                       Float_t kNorm)
 194 {
 195   //
 196   // set parameters for Gauss generic charge distribution
 197   //
 198   fpadWidth = padWidth;
 199   fkNorm = kNorm;
 200   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 201   fGRF = new TF1("fun",funGauss,-5,5,1);
 202   funParam[0]=sigma;
 203   forigsigma=sigma;
 204   fGRF->SetParameters(funParam);
 205    fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 206   //by default I set the step as one tenth of sigma
 207   sprintf(fType,"Gauss");
 208 }
 209
 210 void AliTPCRF1D::SetCosh(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 211                      Float_t kNorm)
 212 {
 213   //
 214   // set parameters for Cosh generic charge distribution
 215   //
 216   fpadWidth = padWidth;
 217   fkNorm = kNorm;
 218   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 219   fGRF = new TF1("fun", funCosh, -5.,5.,2);
 220   funParam[0]=sigma;
 221   fGRF->SetParameters(funParam);
 222   forigsigma=sigma;
 223   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 224   //by default I set the step as one tenth of sigma
 225   sprintf(fType,"Cosh");
 226 }
 227
 228 void AliTPCRF1D::SetGati(Float_t K3, Float_t padDistance, Float_t padWidth,
 229                      Float_t kNorm)
 230 {
 231   //
 232   // set parameters for Gati generic charge distribution
 233   //
 234   fpadWidth = padWidth;
 235   fkNorm = kNorm;
 236   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 237   fGRF = new TF1("fun", funGati, -5.,5.,2);
 238   funParam[0]=padDistance;
 239   funParam[1]=K3;
 240   fGRF->SetParameters(funParam);
 241   forigsigma=padDistance;
 242   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(padDistance*padDistance+fpadWidth*fpadWidth/12);
 243   //by default I set the step as one tenth of sigma
 244   sprintf(fType,"Gati");
 245 }
 246
 247 void AliTPCRF1D::DrawRF(Float_t x1,Float_t x2,Int_t N)
 248 {
 249   //
 250   //Draw prf in selected region <x1,x2> with nuber of diviision = n
 251   //
 252   char s[100];
 253   TCanvas  * c1 = new TCanvas("canRF","Pad response function",700,900);
 254   c1->cd();
 255   TPad * pad1 = new TPad("pad1RF","",0.05,0.55,0.95,0.95,21);
 256   pad1->Draw();
 257   TPad * pad2 = new TPad("pad2RF","",0.05,0.05,0.95,0.45,21);
 258   pad2->Draw();
 259
 260   sprintf(s,"RF response function for %1.2f cm pad width",
 261           fpadWidth);
 262   pad1->cd();
 263   TH1F * hRFo = new TH1F("hRFo","Original charge distribution",N+1,x1,x2);
 264   pad2->cd();
 265    gStyle->SetOptFit(1);
 266    gStyle->SetOptStat(0);
 267   TH1F * hRFc = new TH1F("hRFc",s,N+1,x1,x2);
 268   Float_t x=x1;
 269   Float_t y1;
 270   Float_t y2;
 271
 272   for (Float_t i = 0;i<N+1;i++)
 273     {
 274       x+=(x2-x1)/Float_t(N);
 275       y1 = GetRF(x);
 276       hRFc->Fill(x,y1);
 277       y2 = GetGRF(x);
 278       hRFo->Fill(x,y2);
 279     };
 280   pad1->cd();
 281   hRFo->Fit("gaus");
 282   pad2->cd();
 283   hRFc->Fit("gaus");
 284 }
 285
 286 void AliTPCRF1D::Update()
 287 {
 288   //
 289   //update fields  with interpolated values for
 290   //PRF calculation
 291
 292   //at the begining initialize to 0
 293   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)  fcharge[i] = 0;
 294   if ( fGRF == 0 ) return;
 295   fInteg  = fGRF->Integral(-5*forigsigma,5*forigsigma,funParam,0.00001);
 296   if ( fInteg == 0 ) fInteg = 1;
 297   if (fDirect==kFALSE){
 298   //integrate charge over pad for different distance of pad
 299   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 300     {      //x in cm fpadWidth in cm
 301       Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 302       Float_t x1=TMath::Max(x-fpadWidth/2,-5*forigsigma);
 303       Float_t x2=TMath::Min(x+fpadWidth/2,5*forigsigma);
 304       fcharge[i] =
 305         fkNorm*fGRF->Integral(x1,x2,funParam,0.0001)/fInteg;
 306     };
 307   }
 308   else{
 309     for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 310       {      //x in cm fpadWidth in cm
 311         Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 312         fcharge[i] = fkNorm*fGRF->Eval(x);
 313       };
 314   }
 315   fSigma = 0;
 316   Float_t sum =0;
 317   Float_t mean=0;
 318   for (Float_t  x =-fNRF/fDSTEPM1; x<fNRF/fDSTEPM1;x+=1/fDSTEPM1)
 319     {      //x in cm fpadWidth in cm
 320       Float_t weight = GetRF(x+fOffset);
 321       fSigma+=x*x*weight;
 322       mean+=x*weight;
 323       sum+=weight;
 324     };
 325   if (sum>0){
 326     mean/=sum;
 327     fSigma = TMath::Sqrt(fSigma/sum-mean*mean);
 328   }
 329   else fSigma=0;
 330 }
 331
 332 void AliTPCRF1D::Streamer(TBuffer &R__b)
 333 {
 334    // Stream an object of class AliTPCRF1D.
 335    if (R__b.IsReading()) {
 336       AliTPCRF1D::Class()->ReadBuffer(R__b, this);
 337       //read functions
 338
 339       if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0) {delete fGRF; fGRF = new TF1("fun",funGauss,-5.,5.,4);}
 340       if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("fun",funCosh,-5.,5.,4);}
 341       if (strncmp(fType,"Gati",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("fun",funGati,-5.,5.,4);}
 342       if (fGRF) fGRF->SetParameters(funParam);
 343
 344    } else {
 345       AliTPCRF1D::Class()->WriteBuffer(R__b, this);
 346    }
 347 }
 348