ITS/AliITSsegmentationSDD.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 #include <Riostream.h>
  16 #include <TMath.h>
  17
  18 #include "AliITSsegmentationSDD.h"
  19 // #include "AliITS.h"
  20 #include "AliITSgeom.h"
  21 #include "AliITSgeomSDD.h"
  22 #include "AliITSresponse.h"
  23
  24 //////////////////////////////////////////////////////
  25 // Segmentation class for                           //
  26 // drift detectors                                  //
  27 //                                                  //
  28 //////////////////////////////////////////////////////
  29
  30 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkDxDefault = 35085.;
  31 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkDzDefault = 75264.;
  32 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkDyDefault = 300.;
  33 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkPitchDefault = 294.;
  34 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkClockDefault = 40.;
  35 const Int_t AliITSsegmentationSDD::fgkHalfNanodesDefault = 256;
  36 const Int_t AliITSsegmentationSDD::fgkNsamplesDefault = 256;
  37
  38 ClassImp(AliITSsegmentationSDD)
  39 //----------------------------------------------------------------------
  40 AliITSsegmentationSDD::AliITSsegmentationSDD(AliITSgeom* geom,
  41                                              AliITSresponse *resp){
  42   // constructor
  43    fGeom=geom;
  44    fDriftSpeed=resp->DriftSpeed();
  45    fCorr=0;
  46    SetDetSize(fgkDxDefault,fgkDzDefault,fgkDyDefault);
  47    SetPadSize(fgkPitchDefault,fgkClockDefault);
  48    SetNPads(fgkHalfNanodesDefault,fgkNsamplesDefault);
  49
  50 }
  51 //______________________________________________________________________
  52 AliITSsegmentationSDD::AliITSsegmentationSDD() : AliITSsegmentation(){
  53   // Default constructor
  54    fDriftSpeed=0;
  55    SetDetSize(fgkDxDefault,fgkDzDefault,fgkDyDefault);
  56    SetPadSize(fgkPitchDefault,fgkClockDefault);
  57    SetNPads(fgkHalfNanodesDefault,fgkNsamplesDefault);
  58
  59 }
  60
  61 //______________________________________________________________________
  62 void AliITSsegmentationSDD::Copy(TObject &obj) const {
  63   // protected method. copy this to obj
  64   AliITSsegmentation::Copy(obj);
  65   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fNsamples = fNsamples;
  66   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fNanodes = fNanodes;
  67   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fPitch = fPitch;
  68   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fTimeStep = fTimeStep;
  69   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fDriftSpeed = fDriftSpeed;
  70 }
  71
  72 //______________________________________________________________________
  73 AliITSsegmentationSDD& AliITSsegmentationSDD::operator=(const AliITSsegmentationSDD &source){
  74    // = operator
  75    if(this==&source) return *this;
  76    source.Copy(*this);
  77    return *this;
  78 }
  79
  80 //____________________________________________________________________________
  81 AliITSsegmentationSDD::AliITSsegmentationSDD(const AliITSsegmentationSDD &source) :
  82     AliITSsegmentation(source){
  83   // copy constructor
  84   source.Copy(*this);
  85 }
  86
  87 //----------------------------------------------------------------------
  88 void AliITSsegmentationSDD::Init(){
  89   // Standard initilisation routine
  90
  91    if(!fGeom) {
  92      Fatal("Init","the pointer to the ITS geometry class (AliITSgeom) is null\n");
  93      return;
  94    }
  95    AliITSgeomSDD *gsdd = (AliITSgeomSDD *) (fGeom->GetShape(3,1,1));
  96
  97    const Float_t kconv=10000.;
  98    fDz = 2.*kconv*gsdd->GetDz();
  99    fDx = kconv*gsdd->GetDx();
 100    fDy = 2.*kconv*gsdd->GetDy();
 101 }
 102
 103 //----------------------------------------------------------------------
 104 void AliITSsegmentationSDD::
 105 Neighbours(Int_t iX, Int_t iZ, Int_t* Nlist, Int_t Xlist[8], Int_t Zlist[8]) const {
 106   // returns neighbours for use in Cluster Finder routines and the like
 107
 108     if(iX >= fNanodes) printf("iX > fNanodes %d %d\n",iX,fNanodes);
 109     if(iZ >= fNsamples) printf("iZ > fNsamples %d %d\n",iZ,fNsamples);
 110     *Nlist=4;
 111     Xlist[0]=Xlist[1]=iX;
 112     if(iX && (iX != fNanodes/2)) Xlist[2]=iX-1;
 113     else Xlist[2]=iX;
 114     if ((iX !=fNanodes/2 -1) && (iX != fNanodes)) Xlist[3]=iX+1;
 115     else Xlist[3]=iX;
 116     if(iZ) Zlist[0]=iZ-1;
 117     else Zlist[0]=iZ;
 118     if (iZ < fNsamples) Zlist[1]=iZ+1;
 119     else Zlist[1]=iZ;
 120     Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
 121 }
 122 //----------------------------------------------------------------------
 123 void AliITSsegmentationSDD::GetPadIxz(Float_t x,Float_t z,
 124                                       Int_t &timebin,Int_t &anode) const {
 125 // Returns cell coordinates (time sample,anode) incremented by 1 !!!!!
 126 // for given real local coordinates (x,z)
 127
 128     // expects x, z in cm
 129
 130     const Float_t kconv=10000;  // cm->um
 131
 132     x *= kconv; // Convert to microns
 133     z *= kconv; // Convert to microns
 134     Int_t na = fNanodes/2;
 135     Float_t driftpath=fDx-TMath::Abs(x);
 136     timebin=(Int_t)(driftpath/fDriftSpeed/fTimeStep);
 137     anode=(Int_t)(z/fPitch + na/2);
 138     if (x > 0) anode += na;
 139
 140     timebin+=1;
 141     anode+=1;
 142
 143 }
 144 //----------------------------------------------------------------------
 145 void AliITSsegmentationSDD::GetPadCxz(Int_t timebin,Int_t anode,
 146                                       Float_t &x ,Float_t &z) const{
 147     // Transform from cell to real local coordinates
 148     // returns x, z in cm
 149
 150   // the +0.5 means that an # and time bin # should start from 0 !!!
 151     const Float_t kconv=10000;  // um->cm
 152   // the +0.5 means that an # and time bin # should start from 0 !!!
 153
 154     Int_t na = fNanodes/2;
 155     Float_t driftpath=(timebin+0.5)*fTimeStep*fDriftSpeed;
 156     if (anode >= na) x=(fDx-driftpath)/kconv;
 157     else x = -(fDx-driftpath)/kconv;
 158     if (anode >= na) anode-=na;
 159     z=((anode+0.5)*fPitch-fDz/2)/kconv;
 160
 161 }
 162 //----------------------------------------------------------------------
 163 void AliITSsegmentationSDD::GetPadTxz(Float_t &x,Float_t &z) const{
 164     // Get anode and time bucket as floats - numbering from 0
 165
 166     // expects x, z in cm
 167
 168     const Float_t kconv=10000;  // cm->um
 169
 170     Float_t x0=x;
 171     Int_t na = fNanodes/2;
 172     Float_t driftpath=fDx-TMath::Abs(kconv*x);
 173     x=driftpath/fDriftSpeed/fTimeStep;
 174     z=kconv*z/fPitch + (float)na/2;
 175     if (x0 < 0) x = -x;
 176
 177 }
 178 //----------------------------------------------------------------------
 179 void AliITSsegmentationSDD::GetLocal(Int_t module,Float_t *g ,Float_t *l) const {
 180   // returns local coordinates from global
 181     if(!fGeom) {
 182       Fatal("GetLocal","the pointer to the ITS geometry class (AliITSgeom) is null\n");
 183         return;
 184     }
 185     fGeom->GtoL(module,g,l);
 186 }
 187 //----------------------------------------------------------------------
 188 void AliITSsegmentationSDD::GetGlobal(Int_t module,Float_t *l ,Float_t *g) const {
 189   // return global coordinates from local
 190     if(!fGeom) {
 191       Fatal("GetGlobal","the pointer to the ITS geometry class (AliITSgeom) is null\n");
 192     }
 193
 194     fGeom->LtoG(module,l,g);
 195
 196 }
 197 //----------------------------------------------------------------------
 198 void AliITSsegmentationSDD::Print(Option_t *opt) const {
 199   // Print SDD segmentation Parameters
 200
 201    cout << "**************************************************" << endl;
 202    cout << "  Silicon Drift Detector Segmentation Parameters  " << opt << endl;
 203    cout << "**************************************************" << endl;
 204    cout << "Number of Time Samples: " << fNsamples << endl;
 205    cout << "Number of Anodes: " << fNanodes << endl;
 206    cout << "Time Step (ns): " << fTimeStep << endl;
 207    cout << "Anode Pitch (um): " << fPitch << endl;
 208    cout << "Full Detector Width     (x): " << fDx;
 209    cout<<" (Default is "<<fgkDxDefault<<") "<<endl;
 210    cout << "Half Detector Length    (z): " << fDz;
 211    cout<<" (Default is "<<fgkDzDefault<<") "<<endl;
 212    cout << "Full Detector Thickness (y): " << fDy;
 213    cout<<" (Default is "<<fgkDyDefault<<") "<<endl;
 214    cout << "**************************************************" << endl;
 215
 216 }
 217
 218 //----------------------------------------------------------------------
 219 void AliITSsegmentationSDD::PrintDefaultParameters() const {
 220   // print SDD parameters defined as static const data members
 221
 222   cout << "**************************************************" << endl;
 223   cout << "  Silicon Drift Detector Segmentation Parameters  " << endl;
 224   cout << " Default values defined as static const data members"<< endl;
 225   cout << " Actual values can be set with the relevant setters"<< endl;
 226   cout << "**************************************************" << endl;
 227   cout<<"fgkDxDefault = "<<fgkDxDefault<<endl;
 228   cout<<"fgkDzDefault = "<<fgkDzDefault<<endl;
 229   cout<<"fgkDyDefault = "<<fgkDyDefault<<endl;
 230   cout<<"fgkPitchDefault = "<<fgkPitchDefault<<endl;
 231   cout<<"fgkClockDefault = "<<fgkClockDefault<<endl;
 232   cout<<"fgkHalfNanodesDefault = "<<fgkHalfNanodesDefault<<endl;
 233   cout<<"fgkNsamplesDefault = "<<fgkNsamplesDefault<<endl;
 234   cout << "**************************************************" << endl;
 235
 236 }
 237
 238 //______________________________________________________________________
 239 void AliITSsegmentationSDD::LocalToDet(Float_t x,Float_t z,Int_t &ix,Int_t &iz) const {
 240 // Transformation from Geant detector centered local coordinates (cm) to
 241 // time bucket numbers ix and anode number iz.
 242 // Input:
 243 // Float_t   x      detector local coordinate x in cm with respect to the
 244 //                  center of the sensitive volume.
 245 // Float_t   z      detector local coordinate z in cm with respect to the
 246 //                  center of the sensitive volulme.
 247 // Output:
 248 // Int_t    ix      detector x time coordinate. Has the range 0<=ix<fNsamples.
 249 // Int_t    iz      detector z anode coordinate. Has the range 0<=iz<fNandoes.
 250 //   A value of -1 for ix or iz indecates that this point is outside of the
 251 // detector segmentation as defined.
 252 //     This segmentation geometry can be discribed as the following:
 253 // {assumes 2*Dx()=7.0cm Dz()=7.5264cm, Dpx()=25ns,
 254 //  res->DeriftSpeed()=7.3mic/ns, Dpz()=512. For other values a only the
 255 //  specific numbers will change not their layout.}
 256 //
 257 //        0                     191                    0
 258 //      0 |----------------------|---------------------| 256
 259 //        | a     time-bins      |     time-bins     a |
 260 //        | n                    |                   n |
 261 //        | o                    |___________________o_|__> X
 262 //        | d                    |                   d |
 263 //        | e                    |                   e |
 264 //        | s                    |                   s |
 265 //    255 |----------------------|---------------------| 511
 266 //                               |
 267 //                               V
 268 //                               Z
 269     Float_t dx,dz,tb;
 270     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 271
 272     ix = -1; // default values
 273     iz = -1; // default values
 274     dx = -kconv*Dx(); // lower left edge in cm.
 275     dz = -0.5*kconv*Dz(); // lower left edge in cm.
 276     if(x<dx || x>-dx) {
 277       Warning("LocalToDet","input argument %f out of range (%f, %f)",x,dx,-dx);
 278       return; // outside of defined volume.
 279     }
 280     if(z<dz || z>-dz) {
 281       Warning("LocalToDet","input argument %f out of range (%f, %f)",z,dz,-dz);
 282       return; // outside of defined volume.
 283     }
 284     tb = fDriftSpeed*fTimeStep*kconv; // compute size of time bin.
 285     if(x>0) dx = -(dx + x)/tb; // distance from + side in time bin units
 286     else dx = (x - dx)/tb;     // distance from - side in time bin units
 287     dz = (z - dz)/(kconv*fPitch); // distance in z in anode pitch units
 288     ix = (Int_t) dx;   // time bin
 289     iz = (Int_t) dz;   // anode
 290     if(x>0) iz += Npz()/2; // if x>0 then + side anodes values.
 291     return; // Found ix and iz, return.
 292 }
 293 //______________________________________________________________________
 294 void AliITSsegmentationSDD::DetToLocal(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t &z) const
 295 {
 296 // Transformation from Detector time bucket and anode coordiantes to Geant
 297 // detector centerd local coordinates (cm).
 298 // Input:
 299 // Int_t    ix      detector x time coordinate. Has the range 0<=ix<fNsamples.
 300 // Int_t    iz      detector z anode coordinate. Has the range 0<=iz<fNandoes.
 301 // Output:
 302 // Float_t   x      detector local coordinate x in cm with respect to the
 303 //                  center of the sensitive volume.
 304 // Float_t   z      detector local coordinate z in cm with respect to the
 305 //                  center of the sensitive volulme.
 306 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -Dx()
 307 // or -0.5*Dz() is returned.
 308 //     This segmentation geometry can be discribed as the following:
 309 // {assumes 2*Dx()=7.0cm Dz()=7.5264cm, Dpx()=25ns,
 310 //  res->DeriftSpeed()=7.3mic/ns, Dpz()=512. For other values a only the
 311 //  specific numbers will change not their layout.}
 312 //
 313 //        0                     191                    0
 314 //      0 |----------------------|---------------------| 256
 315 //        | a     time-bins      |     time-bins     a |
 316 //        | n                    |                   n |
 317 //        | o                    |___________________o_|__> X
 318 //        | d                    |                   d |
 319 //        | e                    |                   e |
 320 //        | s                    |                   s |
 321 //    255 |----------------------|---------------------| 511
 322 //                               |
 323 //                               V
 324 //                               Z
 325     Int_t i,j;
 326     Float_t tb;
 327     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 328
 329     if(iz>=Npz()/2) x = kconv*Dx(); // default value for +x side.
 330     else x = -kconv*Dx(); // default value for -x side.
 331     z = -0.5*kconv*Dz(); // default value.
 332     if(ix<0 || ix>=Npx()) {
 333       Warning("DetToLocal","input argument %d out of range (0, %d)",ix,Npx());
 334       return; // outside of detector
 335     }
 336     if(iz<0 || iz>=Npz()) {
 337       Warning("DetToLocal","input argument %d out of range (0, %d)",iz,Npz());
 338      return; // outside of detctor
 339     }
 340     tb = fDriftSpeed*fTimeStep*kconv; // compute size of time bin.
 341     if(iz>=Npz()/2) tb *= -1.0; // for +x side decrement frmo Dx().
 342     for(i=0;i<ix;i++) x += tb; // sum up to cell ix-1
 343     x += 0.5*tb; // add 1/2 of cell ix for center location.
 344     if(iz>=Npz()/2) iz -=Npz()/2;// If +x side don't count anodes from -x side.
 345     for(j=0;j<iz;j++) z += kconv*fPitch; // sum up cell iz-1
 346     z += 0.5*kconv*fPitch; // add 1/2 of cell iz for center location.
 347     return; // Found x and z, return.
 348 }