ITS/AliITSsegmentationSDD.cxx

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   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
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   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 <iomanip.h>
  16 #include <fstream.h>
  17 #include <TF1.h>
  18 #include <TMath.h>
  19
  20 #include "AliITSsegmentationSDD.h"
  21 #include "AliITS.h"
  22 #include "AliITSgeom.h"
  23 #include "AliITSgeomSDD.h"
  24 #include "AliRun.h"
  25 #include "AliITSresponse.h"
  26
  27 ClassImp(AliITSsegmentationSDD)
  28 //----------------------------------------------------------------------
  29 AliITSsegmentationSDD::AliITSsegmentationSDD(AliITSgeom* geom,
  30                                              AliITSresponse *resp){
  31   // constructor
  32    fGeom=geom;
  33    fDriftSpeed=resp->DriftSpeed();
  34    fCorr=0;
  35    SetDetSize();
  36    SetPadSize();
  37    SetNPads();
  38
  39 }
  40 //______________________________________________________________________
  41 AliITSsegmentationSDD::AliITSsegmentationSDD(){
  42   // standard constructor
  43    fGeom=0;
  44    fDriftSpeed=0;
  45    fCorr=0;
  46    SetDetSize();
  47    SetPadSize();
  48    SetNPads();
  49
  50 }
  51 //----------------------------------------------------------------------
  52 void AliITSsegmentationSDD::Init(){
  53   // Standard initilisation routine
  54
  55    if(!fGeom) {
  56      return;
  57      //fGeom = ((AliITS*)gAlice->GetModule("ITS"))->GetITSgeom();
  58    }
  59    AliITSgeomSDD *gsdd = (AliITSgeomSDD *) (fGeom->GetShape(3,1,1));
  60
  61    const Float_t kconv=10000.;
  62    fDz = 2.*kconv*gsdd->GetDz();
  63    fDx = kconv*gsdd->GetDx();
  64    fDy = 2.*kconv*gsdd->GetDy();
  65 }
  66
  67 //----------------------------------------------------------------------
  68 void AliITSsegmentationSDD::
  69 Neighbours(Int_t iX, Int_t iZ, Int_t* Nlist, Int_t Xlist[8], Int_t Zlist[8]){
  70   // returns neighbours for use in Cluster Finder routines and the like
  71
  72     if(iX >= fNanodes) printf("iX > fNanodes %d %d\n",iX,fNanodes);
  73     if(iZ >= fNsamples) printf("iZ > fNsamples %d %d\n",iZ,fNsamples);
  74     *Nlist=4;
  75     Xlist[0]=Xlist[1]=iX;
  76     if(iX && (iX != fNanodes/2)) Xlist[2]=iX-1;
  77     else Xlist[2]=iX;
  78     if ((iX !=fNanodes/2 -1) && (iX != fNanodes)) Xlist[3]=iX+1;
  79     else Xlist[3]=iX;
  80     if(iZ) Zlist[0]=iZ-1;
  81     else Zlist[0]=iZ;
  82     if (iZ < fNsamples) Zlist[1]=iZ+1;
  83     else Zlist[1]=iZ;
  84     Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
  85 }
  86 //----------------------------------------------------------------------
  87 void AliITSsegmentationSDD::GetPadIxz(Float_t x,Float_t z,
  88                                       Int_t &timebin,Int_t &anode){
  89 // Returns cell coordinates (time sample,anode) incremented by 1 !!!!!
  90 // for given real local coordinates (x,z)
  91
  92     // expects x, z in cm
  93
  94     const Float_t kconv=10000;  // cm->um
  95
  96     Int_t na = fNanodes/2;
  97     Float_t driftpath=fDx-TMath::Abs(kconv*x);
  98     timebin=(Int_t)(driftpath/fDriftSpeed/fTimeStep);
  99     anode=(Int_t)(kconv*(z/fPitch + na/2));
 100     if (x > 0) anode += na;
 101
 102     timebin+=1;
 103     anode+=1;
 104
 105 }
 106 //----------------------------------------------------------------------
 107 void AliITSsegmentationSDD::GetPadCxz(Int_t timebin,Int_t anode,
 108                                       Float_t &x ,Float_t &z){
 109     // Transform from cell to real local coordinates
 110     // returns x, z in cm
 111
 112   // the +0.5 means that an # and time bin # should start from 0 !!!
 113     const Float_t kconv=10000;  // um->cm
 114   // the +0.5 means that an # and time bin # should start from 0 !!!
 115
 116     Int_t na = fNanodes/2;
 117     Float_t driftpath=(timebin+0.5)*fTimeStep*fDriftSpeed;
 118     if (anode >= na) x=(fDx-driftpath)/kconv;
 119     else x = -(fDx-driftpath)/kconv;
 120     if (anode >= na) anode-=na;
 121     z=((anode+0.5)*fPitch-fDz/2)/kconv;
 122
 123 }
 124 //----------------------------------------------------------------------
 125 void AliITSsegmentationSDD::GetPadTxz(Float_t &x,Float_t &z){
 126     // Get anode and time bucket as floats - numbering from 0
 127
 128     // expects x, z in cm
 129
 130     const Float_t kconv=10000;  // cm->um
 131
 132     Float_t x0=x;
 133     Int_t na = fNanodes/2;
 134     Float_t driftpath=fDx-TMath::Abs(kconv*x);
 135     x=driftpath/fDriftSpeed/fTimeStep;
 136     z=kconv*z/fPitch + (float)na/2;
 137     if (x0 < 0) x = -x;
 138
 139 }
 140 //----------------------------------------------------------------------
 141 void AliITSsegmentationSDD::GetLocal(Int_t module,Float_t *g ,Float_t *l){
 142   // returns local coordinates from global
 143     if(!fGeom) {
 144         return;
 145         //fGeom = ((AliITS*)gAlice->GetModule("ITS"))->GetITSgeom();
 146     }
 147     fGeom->GtoL(module,g,l);
 148 }
 149 //----------------------------------------------------------------------
 150 void AliITSsegmentationSDD::GetGlobal(Int_t module,Float_t *l ,Float_t *g){
 151   // return global coordinates from local
 152     if(!fGeom) {
 153         return;
 154         //fGeom = ((AliITS*)gAlice->GetModule("ITS"))->GetITSgeom();
 155     }
 156
 157     fGeom->LtoG(module,l,g);
 158
 159 }
 160 //----------------------------------------------------------------------
 161 void AliITSsegmentationSDD::Print(){
 162   // Print SDD segmentation Parameters
 163
 164    cout << "**************************************************" << endl;
 165    cout << "  Silicon Drift Detector Segmentation Parameters  " << endl;
 166    cout << "**************************************************" << endl;
 167    cout << "Number of Time Samples: " << fNsamples << endl;
 168    cout << "Number of Anodes: " << fNanodes << endl;
 169    cout << "Time Step (ns): " << fTimeStep << endl;
 170    cout << "Anode Pitch (um): " << fPitch << endl;
 171    cout << "Full Detector Width     (x): " << fDx << endl;
 172    cout << "Half Detector Length    (z): " << fDz << endl;
 173    cout << "Full Detector Thickness (y): " << fDy << endl;
 174    cout << "**************************************************" << endl;
 175
 176 }
 177 //______________________________________________________________________
 178
 179 //______________________________________________________________________
 180 void AliITSsegmentationSDD::LocalToDet(Float_t x,Float_t z,Int_t &ix,Int_t &iz){
 181 // Transformation from Geant detector centered local coordinates (cm) to
 182 // time bucket numbers ix and anode number iz.
 183 // Input:
 184 // Float_t   x      detector local coordinate x in cm with respect to the
 185 //                  center of the sensitive volume.
 186 // Float_t   z      detector local coordinate z in cm with respect to the
 187 //                  center of the sensitive volulme.
 188 // Output:
 189 // Int_t    ix      detector x time coordinate. Has the range 0<=ix<fNsamples.
 190 // Int_t    iz      detector z anode coordinate. Has the range 0<=iz<fNandoes.
 191 //   A value of -1 for ix or iz indecates that this point is outside of the
 192 // detector segmentation as defined.
 193 //     This segmentation geometry can be discribed as the following:
 194 // {assumes 2*Dx()=7.0cm Dz()=7.5264cm, Dpx()=25ns,
 195 //  res->DeriftSpeed()=7.3mic/ns, Dpz()=512. For other values a only the
 196 //  specific numbers will change not their layout.}
 197 //
 198 //        0                     191                    0
 199 //      0 |----------------------|---------------------| 256
 200 //        | a     time-bins      |     time-bins     a |
 201 //        | n                    |                   n |
 202 //        | o                    |___________________o_|__> X
 203 //        | d                    |                   d |
 204 //        | e                    |                   e |
 205 //        | s                    |                   s |
 206 //    255 |----------------------|---------------------| 511
 207 //                               |
 208 //                               V
 209 //                               Z
 210     Float_t dx,dz,tb;
 211     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 212
 213     ix = -1; // default values
 214     iz = -1; // default values
 215     dx = -kconv*Dx(); // lower left edge in cm.
 216     dz = -0.5*kconv*Dz(); // lower left edge in cm.
 217     if(x<dx || x>-dx) return; // outside of defined volume.
 218     if(z<dz || z>-dz) return; // outside of defined volume.
 219     tb = fDriftSpeed*fTimeStep*kconv; // compute size of time bin.
 220     if(x>0) dx = -(dx + x)/tb; // distance from + side in time bin units
 221     else dx = (x - dx)/tb;     // distance from - side in time bin units
 222     dz = (z - dz)/(kconv*fPitch); // distance in z in anode pitch units
 223     ix = (Int_t) dx;   // time bin
 224     iz = (Int_t) dz;   // anode
 225     if(x>0) iz += Npz()/2; // if x>0 then + side anodes values.
 226     return; // Found ix and iz, return.
 227 }
 228 //______________________________________________________________________
 229 void AliITSsegmentationSDD::DetToLocal(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t &z)
 230 {
 231 // Transformation from Detector time bucket and anode coordiantes to Geant
 232 // detector centerd local coordinates (cm).
 233 // Input:
 234 // Int_t    ix      detector x time coordinate. Has the range 0<=ix<fNsamples.
 235 // Int_t    iz      detector z anode coordinate. Has the range 0<=iz<fNandoes.
 236 // Output:
 237 // Float_t   x      detector local coordinate x in cm with respect to the
 238 //                  center of the sensitive volume.
 239 // Float_t   z      detector local coordinate z in cm with respect to the
 240 //                  center of the sensitive volulme.
 241 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -Dx()
 242 // or -0.5*Dz() is returned.
 243 //     This segmentation geometry can be discribed as the following:
 244 // {assumes 2*Dx()=7.0cm Dz()=7.5264cm, Dpx()=25ns,
 245 //  res->DeriftSpeed()=7.3mic/ns, Dpz()=512. For other values a only the
 246 //  specific numbers will change not their layout.}
 247 //
 248 //        0                     191                    0
 249 //      0 |----------------------|---------------------| 256
 250 //        | a     time-bins      |     time-bins     a |
 251 //        | n                    |                   n |
 252 //        | o                    |___________________o_|__> X
 253 //        | d                    |                   d |
 254 //        | e                    |                   e |
 255 //        | s                    |                   s |
 256 //    255 |----------------------|---------------------| 511
 257 //                               |
 258 //                               V
 259 //                               Z
 260     Int_t i,j;
 261     Float_t tb;
 262     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 263
 264     if(iz>=Npz()/2) x = kconv*Dx(); // default value for +x side.
 265     else x = -kconv*Dx(); // default value for -x side.
 266     z = -0.5*kconv*Dz(); // default value.
 267     if(ix<0 || ix>=Npx()) return; // outside of detector
 268     if(iz<0 || iz>=Npz()) return; // outside of detctor
 269     tb = fDriftSpeed*fTimeStep*kconv; // compute size of time bin.
 270     if(iz>=Npz()/2) tb *= -1.0; // for +x side decrement frmo Dx().
 271     for(i=0;i<ix;i++) x += tb; // sum up to cell ix-1
 272     x += 0.5*tb; // add 1/2 of cell ix for center location.
 273     if(iz>=Npz()/2) iz -=Npz()/2;// If +x side don't count anodes from -x side.
 274     for(j=0;j<iz;j++) z += kconv*fPitch; // sum up cell iz-1
 275     z += 0.5*kconv*fPitch; // add 1/2 of cell iz for center location.
 276     return; // Found x and z, return.
 277 }