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 1.5.4.3  2000/06/26 07:39:42  kowal2
  19 Changes to obey the coding rules
  20
  21 Revision 1.5.4.2  2000/06/25 08:38:41  kowal2
  22 Splitted from AliTPCtracking
  23
  24 Revision 1.5.4.1  2000/06/14 16:48:24  kowal2
  25 Parameter setting improved. Removed compiler warnings
  26
  27 Revision 1.5  2000/04/17 09:37:33  kowal2
  28 removed obsolete AliTPCDigitsDisplay.C
  29
  30 Revision 1.4.8.2  2000/04/10 08:53:09  kowal2
  31
  32 Updates by M. Ivanov
  33
  34
  35 Revision 1.4  1999/09/29 09:24:34  fca
  36 Introduction of the Copyright and cvs Log
  37
  38 */
  39
  40 //-----------------------------------------------------------------------------
  41 //
  42 //
  43 //
  44 //  Origin:   Marian Ivanov, Uni. of Bratislava, ivanov@fmph.uniba.sk
  45 //
  46 //  Declaration of class AliTPCRF1D
  47 //
  48 //-----------------------------------------------------------------------------
  49
  50 //
  51
  52 #include "TMath.h"
  53 #include "AliTPCRF1D.h"
  54 #include "TF2.h"
  55 #include <iostream.h>
  56 #include "TCanvas.h"
  57 #include "TPad.h"
  58 #include "TStyle.h"
  59 #include "TH1.h"
  60
  61 extern TStyle * gStyle;
  62
  63 Int_t   AliTPCRF1D::fgNRF=100;  //default  number of interpolation points
  64 Float_t AliTPCRF1D::fgRFDSTEP=0.01; //default step in cm
  65
  66 static Double_t funGauss(Double_t *x, Double_t * par)
  67 {
  68   //Gauss function  -needde by the generic function object
  69   return TMath::Exp(-(x[0]*x[0])/(2*par[0]*par[0]));
  70 }
  71
  72 static Double_t funCosh(Double_t *x, Double_t * par)
  73 {
  74   //Cosh function  -needde by the generic function object
  75   return 1/TMath::CosH(3.14159*x[0]/(2*par[0]));
  76 }
  77
  78 static Double_t funGati(Double_t *x, Double_t * par)
  79 {
  80   //Gati function  -needde by the generic function object
  81   Float_t k3=par[1];
  82   Float_t k3R=TMath::Sqrt(k3);
  83   Float_t k2=(TMath::Pi()/2)*(1-k3R/2.);
  84   Float_t k1=k2*k3R/(4*TMath::ATan(k3R));
  85   Float_t l=x[0]/par[0];
  86   Float_t tan2=TMath::TanH(k2*l);
  87   tan2*=tan2;
  88   Float_t res = k1*(1-tan2)/(1+k3*tan2);
  89   return res;
  90 }
  91
  92 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  93 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  94
  95 ClassImp(AliTPCRF1D)
  96
  97
  98 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(Bool_t direct,Int_t np,Float_t step)
  99 {
 100   //default constructor for response function object
 101   fDirect=direct;
 102   if (np!=0)fNRF = np;
 103   else (fNRF=fgNRF);
 104   fcharge = new Float_t[fNRF];
 105   if (step>0) fDSTEPM1=1./step;
 106   else fDSTEPM1 = 1./fgRFDSTEP;
 107   fSigma = 0;
 108   fGRF = 0;
 109   fkNorm = 0.5;
 110   fpadWidth = 3.5;
 111   forigsigma=0.;
 112   fOffset = 0.;
 113 }
 114
 115 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(const AliTPCRF1D &prf)
 116 {
 117   //
 118   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 119   fcharge = new Float_t[fNRF];
 120   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 121   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 122 }
 123
 124 AliTPCRF1D & AliTPCRF1D::operator = (const AliTPCRF1D &prf)
 125 {
 126   //
 127   if (fcharge) delete fcharge;
 128   if (fGRF) delete fGRF;
 129   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 130   fcharge = new Float_t[fNRF];
 131   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 132   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 133   return (*this);
 134 }
 135
 136
 137
 138 AliTPCRF1D::~AliTPCRF1D()
 139 {
 140   //
 141   if (fcharge!=0) delete [] fcharge;
 142   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 143 }
 144
 145 Float_t AliTPCRF1D::GetRF(Float_t xin)
 146 {
 147   //function which return response
 148   //for the charge in distance xin
 149   //return linear aproximation of RF
 150   Float_t x = TMath::Abs((xin-fOffset)*fDSTEPM1)+fNRF/2;
 151   Int_t i1=Int_t(x);
 152   if (x<0) i1-=1;
 153   Float_t res=0;
 154   if (i1+1<fNRF)
 155     res = fcharge[i1]*(Float_t(i1+1)-x)+fcharge[i1+1]*(x-Float_t(i1));
 156   return res;
 157 }
 158
 159 Float_t  AliTPCRF1D::GetGRF(Float_t xin)
 160 {
 161   //function which returnoriginal charge distribution
 162   //this function is just normalised for fKnorm
 163   if (fGRF != 0 )
 164     return fkNorm*fGRF->Eval(xin)/fInteg;
 165       else
 166     return 0.;
 167 }
 168
 169
 170 void AliTPCRF1D::SetParam( TF1 * GRF,Float_t padwidth,
 171                        Float_t kNorm, Float_t sigma)
 172 {
 173   //adjust parameters of the original charge distribution
 174   //and pad size parameters
 175    fpadWidth = padwidth;
 176    fGRF = GRF;
 177    fkNorm = kNorm;
 178    if (sigma==0) sigma= fpadWidth/TMath::Sqrt(12.);
 179    forigsigma=sigma;
 180    fDSTEPM1 = 10/TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 181    sprintf(fType,"User");
 182    //   Update();
 183 }
 184
 185
 186 void AliTPCRF1D::SetGauss(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 187                       Float_t kNorm)
 188 {
 189   //
 190   // set parameters for Gauss generic charge distribution
 191   //
 192   fpadWidth = padWidth;
 193   fkNorm = kNorm;
 194   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 195   fGRF = new TF1("fun",funGauss,-5,5,2);
 196   funParam[0]=sigma;
 197   forigsigma=sigma;
 198   fGRF->SetParameters(funParam);
 199    fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 200   //by default I set the step as one tenth of sigma
 201   sprintf(fType,"Gauss");
 202 }
 203
 204 void AliTPCRF1D::SetCosh(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 205                      Float_t kNorm)
 206 {
 207   //
 208   // set parameters for Cosh generic charge distribution
 209   //
 210   fpadWidth = padWidth;
 211   fkNorm = kNorm;
 212   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 213   fGRF = new TF1("fun", funCosh, -5.,5.,2);
 214   funParam[0]=sigma;
 215   fGRF->SetParameters(funParam);
 216   forigsigma=sigma;
 217   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 218   //by default I set the step as one tenth of sigma
 219   sprintf(fType,"Cosh");
 220 }
 221
 222 void AliTPCRF1D::SetGati(Float_t K3, Float_t padDistance, Float_t padWidth,
 223                      Float_t kNorm)
 224 {
 225   //
 226   // set parameters for Gati generic charge distribution
 227   //
 228   fpadWidth = padWidth;
 229   fkNorm = kNorm;
 230   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 231   fGRF = new TF1("fun", funGati, -5.,5.,2);
 232   funParam[0]=padDistance;
 233   funParam[1]=K3;
 234   fGRF->SetParameters(funParam);
 235   forigsigma=padDistance;
 236   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(padDistance*padDistance+fpadWidth*fpadWidth/12);
 237   //by default I set the step as one tenth of sigma
 238   sprintf(fType,"Gati");
 239 }
 240
 241 void AliTPCRF1D::DrawRF(Float_t x1,Float_t x2,Int_t N)
 242 {
 243   //
 244   //Draw prf in selected region <x1,x2> with nuber of diviision = n
 245   //
 246   char s[100];
 247   TCanvas  * c1 = new TCanvas("canRF","Pad response function",700,900);
 248   c1->cd();
 249   TPad * pad1 = new TPad("pad1RF","",0.05,0.55,0.95,0.95,21);
 250   pad1->Draw();
 251   TPad * pad2 = new TPad("pad2RF","",0.05,0.05,0.95,0.45,21);
 252   pad2->Draw();
 253
 254   sprintf(s,"RF response function for %1.2f cm pad width",
 255           fpadWidth);
 256   pad1->cd();
 257   TH1F * hRFo = new TH1F("hRFo","Original charge distribution",N+1,x1,x2);
 258   pad2->cd();
 259    gStyle->SetOptFit(1);
 260    gStyle->SetOptStat(0);
 261   TH1F * hRFc = new TH1F("hRFc",s,N+1,x1,x2);
 262   Float_t x=x1;
 263   Float_t y1;
 264   Float_t y2;
 265
 266   for (Float_t i = 0;i<N+1;i++)
 267     {
 268       x+=(x2-x1)/Float_t(N);
 269       y1 = GetRF(x);
 270       hRFc->Fill(x,y1);
 271       y2 = GetGRF(x);
 272       hRFo->Fill(x,y2);
 273     };
 274   pad1->cd();
 275   hRFo->Fit("gaus");
 276   pad2->cd();
 277   hRFc->Fit("gaus");
 278 }
 279
 280 void AliTPCRF1D::Update()
 281 {
 282   //
 283   //update fields  with interpolated values for
 284   //PRF calculation
 285
 286   //at the begining initialize to 0
 287   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)  fcharge[i] = 0;
 288   if ( fGRF == 0 ) return;
 289   fInteg  = fGRF->Integral(-5*forigsigma,5*forigsigma,funParam,0.00001);
 290   if ( fInteg == 0 ) fInteg = 1;
 291   if (fDirect==kFALSE){
 292   //integrate charge over pad for different distance of pad
 293   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 294     {      //x in cm fpadWidth in cm
 295       Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 296       Float_t x1=TMath::Max(x-fpadWidth/2,-5*forigsigma);
 297       Float_t x2=TMath::Min(x+fpadWidth/2,5*forigsigma);
 298       fcharge[i] =
 299         fkNorm*fGRF->Integral(x1,x2,funParam,0.0001)/fInteg;
 300     };
 301   }
 302   else{
 303     for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 304       {      //x in cm fpadWidth in cm
 305         Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 306         fcharge[i] = fkNorm*fGRF->Eval(x);
 307       };
 308   }
 309   fSigma = 0;
 310   Float_t sum =0;
 311   Float_t mean=0;
 312   for (Float_t  x =-fNRF/fDSTEPM1; x<fNRF/fDSTEPM1;x+=1/fDSTEPM1)
 313     {      //x in cm fpadWidth in cm
 314       Float_t weight = GetRF(x+fOffset);
 315       fSigma+=x*x*weight;
 316       mean+=x*weight;
 317       sum+=weight;
 318     };
 319   if (sum>0){
 320     mean/=sum;
 321     fSigma = TMath::Sqrt(fSigma/sum-mean*mean);
 322   }
 323   else fSigma=0;
 324 }
 325
 326 void AliTPCRF1D::Streamer(TBuffer &R__b)
 327 {
 328    // Stream an object of class AliTPCRF1D.
 329   Float_t dummy;
 330    if (R__b.IsReading()) {
 331       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(); if (R__v) { }
 332       TObject::Streamer(R__b);
 333       //read pad parameters
 334       R__b >> fpadWidth;
 335       //read charge parameters
 336       R__b >> fType[0];
 337       R__b >> fType[1];
 338       R__b >> fType[2];
 339       R__b >> fType[3];
 340       R__b >> fType[4];
 341       R__b >> forigsigma;
 342       R__b >> fkNorm;
 343       R__b >> dummy;  //dummuy instead fK3X in previous
 344       R__b >> fPadDistance;
 345       R__b >> fInteg;
 346       R__b >> fOffset;
 347       //read functions
 348       if (fGRF!=0) {
 349         delete [] fGRF;
 350         fGRF=0;
 351       }
 352       if (strncmp(fType,"User",3)==0){
 353         fGRF= new TF1;
 354         R__b>>fGRF;
 355       }
 356
 357       if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0)
 358         fGRF = new TF1("fun",funGauss,-5.,5.,4);
 359       if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0)
 360         fGRF = new TF1("fun",funCosh,-5.,5.,4);
 361       if (strncmp(fType,"Gati",3)==0)
 362         fGRF = new TF1("fun",funGati,-5.,5.,4);
 363       R__b >>fDSTEPM1;
 364       R__b >>fNRF;
 365       R__b.ReadFastArray(fcharge,fNRF);
 366       R__b.ReadFastArray(funParam,5);
 367       if (fGRF!=0) fGRF->SetParameters(funParam);
 368
 369    } else {
 370       R__b.WriteVersion(AliTPCRF1D::IsA());
 371       TObject::Streamer(R__b);
 372       //write pad width
 373       R__b << fpadWidth;
 374       //write charge parameters
 375       R__b << fType[0];
 376       R__b << fType[1];
 377       R__b << fType[2];
 378       R__b << fType[3];
 379       R__b << fType[4];
 380       R__b << forigsigma;
 381       R__b << fkNorm;
 382       R__b << dummy;  //dummuy instead fK3X in previouis
 383       R__b << fPadDistance;
 384       R__b << fInteg;
 385       R__b << fOffset;
 386       //write interpolation parameters
 387       if (strncmp(fType,"User",3)==0) R__b <<fGRF;
 388       R__b <<fDSTEPM1;
 389       R__b <<fNRF;
 390       R__b.WriteFastArray(fcharge,fNRF);
 391       R__b.WriteFastArray(funParam,5);
 392    }
 393 }
 394