ITS/AliITSsegmentationSDD.cxx

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   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   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 <iostream.h>
  16 #include <iomanip.h>
  17 #include <fstream.h>
  18 #include <TF1.h>
  19 #include <TMath.h>
  20
  21 #include "AliITSsegmentationSDD.h"
  22 #include "AliITS.h"
  23 #include "AliITSgeom.h"
  24 #include "AliITSgeomSDD.h"
  25 #include "AliRun.h"
  26 #include "AliITSresponse.h"
  27
  28 ClassImp(AliITSsegmentationSDD)
  29 //----------------------------------------------------------------------
  30 AliITSsegmentationSDD::AliITSsegmentationSDD(AliITSgeom* geom,
  31                                              AliITSresponse *resp){
  32   // constructor
  33    fGeom=geom;
  34    fDriftSpeed=resp->DriftSpeed();
  35    fCorr=0;
  36    SetDetSize();
  37    SetPadSize();
  38    SetNPads();
  39
  40 }
  41 //______________________________________________________________________
  42 AliITSsegmentationSDD::AliITSsegmentationSDD(){
  43   // standard constructor
  44    fGeom=0;
  45    fDriftSpeed=0;
  46    fCorr=0;
  47    SetDetSize();
  48    SetPadSize();
  49    SetNPads();
  50
  51 }
  52 //----------------------------------------------------------------------
  53 void AliITSsegmentationSDD::Init(){
  54   // Standard initilisation routine
  55
  56    if(!fGeom) {
  57      return;
  58      //fGeom = ((AliITS*)gAlice->GetModule("ITS"))->GetITSgeom();
  59    }
  60    AliITSgeomSDD *gsdd = (AliITSgeomSDD *) (fGeom->GetShape(3,1,1));
  61
  62    const Float_t kconv=10000.;
  63    fDz = 2.*kconv*gsdd->GetDz();
  64    fDx = kconv*gsdd->GetDx();
  65    fDy = 2.*kconv*gsdd->GetDy();
  66 }
  67
  68 //----------------------------------------------------------------------
  69 void AliITSsegmentationSDD::
  70 Neighbours(Int_t iX, Int_t iZ, Int_t* Nlist, Int_t Xlist[8], Int_t Zlist[8]){
  71   // returns neighbours for use in Cluster Finder routines and the like
  72
  73     if(iX >= fNanodes) printf("iX > fNanodes %d %d\n",iX,fNanodes);
  74     if(iZ >= fNsamples) printf("iZ > fNsamples %d %d\n",iZ,fNsamples);
  75     *Nlist=4;
  76     Xlist[0]=Xlist[1]=iX;
  77     if(iX && (iX != fNanodes/2)) Xlist[2]=iX-1;
  78     else Xlist[2]=iX;
  79     if ((iX !=fNanodes/2 -1) && (iX != fNanodes)) Xlist[3]=iX+1;
  80     else Xlist[3]=iX;
  81     if(iZ) Zlist[0]=iZ-1;
  82     else Zlist[0]=iZ;
  83     if (iZ < fNsamples) Zlist[1]=iZ+1;
  84     else Zlist[1]=iZ;
  85     Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
  86 }
  87 //----------------------------------------------------------------------
  88 void AliITSsegmentationSDD::GetPadIxz(Float_t x,Float_t z,
  89                                       Int_t &timebin,Int_t &anode){
  90 // Returns cell coordinates (time sample,anode) incremented by 1 !!!!!
  91 // for given real local coordinates (x,z)
  92
  93     // expects x, z in cm
  94
  95     const Float_t kconv=10000;  // cm->um
  96
  97     Int_t na = fNanodes/2;
  98     Float_t driftpath=fDx-TMath::Abs(kconv*x);
  99     timebin=(Int_t)(driftpath/fDriftSpeed/fTimeStep);
 100     anode=(Int_t)(kconv*(z/fPitch + na/2));
 101     if (x > 0) anode += na;
 102
 103     timebin+=1;
 104     anode+=1;
 105
 106 }
 107 //----------------------------------------------------------------------
 108 void AliITSsegmentationSDD::GetPadCxz(Int_t timebin,Int_t anode,
 109                                       Float_t &x ,Float_t &z){
 110     // Transform from cell to real local coordinates
 111     // returns x, z in cm
 112
 113   // the +0.5 means that an # and time bin # should start from 0 !!!
 114     const Float_t kconv=10000;  // um->cm
 115   // the +0.5 means that an # and time bin # should start from 0 !!!
 116
 117     Int_t na = fNanodes/2;
 118     Float_t driftpath=(timebin+0.5)*fTimeStep*fDriftSpeed;
 119     if (anode >= na) x=(fDx-driftpath)/kconv;
 120     else x = -(fDx-driftpath)/kconv;
 121     if (anode >= na) anode-=na;
 122     z=((anode+0.5)*fPitch-fDz/2)/kconv;
 123
 124 }
 125 //----------------------------------------------------------------------
 126 void AliITSsegmentationSDD::GetPadTxz(Float_t &x,Float_t &z){
 127     // Get anode and time bucket as floats - numbering from 0
 128
 129     // expects x, z in cm
 130
 131     const Float_t kconv=10000;  // cm->um
 132
 133     Float_t x0=x;
 134     Int_t na = fNanodes/2;
 135     Float_t driftpath=fDx-TMath::Abs(kconv*x);
 136     x=driftpath/fDriftSpeed/fTimeStep;
 137     z=kconv*z/fPitch + (float)na/2;
 138     if (x0 < 0) x = -x;
 139
 140 }
 141 //----------------------------------------------------------------------
 142 void AliITSsegmentationSDD::GetLocal(Int_t module,Float_t *g ,Float_t *l){
 143   // returns local coordinates from global
 144     if(!fGeom) {
 145         return;
 146         //fGeom = ((AliITS*)gAlice->GetModule("ITS"))->GetITSgeom();
 147     }
 148     fGeom->GtoL(module,g,l);
 149 }
 150 //----------------------------------------------------------------------
 151 void AliITSsegmentationSDD::GetGlobal(Int_t module,Float_t *l ,Float_t *g){
 152   // return global coordinates from local
 153     if(!fGeom) {
 154         return;
 155         //fGeom = ((AliITS*)gAlice->GetModule("ITS"))->GetITSgeom();
 156     }
 157
 158     fGeom->LtoG(module,l,g);
 159
 160 }
 161 //----------------------------------------------------------------------
 162 void AliITSsegmentationSDD::Print(Option_t *opt) const {
 163   // Print SDD segmentation Parameters
 164
 165    cout << "**************************************************" << endl;
 166    cout << "  Silicon Drift Detector Segmentation Parameters  " << endl;
 167    cout << "**************************************************" << endl;
 168    cout << "Number of Time Samples: " << fNsamples << endl;
 169    cout << "Number of Anodes: " << fNanodes << endl;
 170    cout << "Time Step (ns): " << fTimeStep << endl;
 171    cout << "Anode Pitch (um): " << fPitch << endl;
 172    cout << "Full Detector Width     (x): " << fDx << endl;
 173    cout << "Half Detector Length    (z): " << fDz << endl;
 174    cout << "Full Detector Thickness (y): " << fDy << endl;
 175    cout << "**************************************************" << endl;
 176
 177 }
 178 //______________________________________________________________________
 179
 180 //______________________________________________________________________
 181 void AliITSsegmentationSDD::LocalToDet(Float_t x,Float_t z,Int_t &ix,Int_t &iz){
 182 // Transformation from Geant detector centered local coordinates (cm) to
 183 // time bucket numbers ix and anode number iz.
 184 // Input:
 185 // Float_t   x      detector local coordinate x in cm with respect to the
 186 //                  center of the sensitive volume.
 187 // Float_t   z      detector local coordinate z in cm with respect to the
 188 //                  center of the sensitive volulme.
 189 // Output:
 190 // Int_t    ix      detector x time coordinate. Has the range 0<=ix<fNsamples.
 191 // Int_t    iz      detector z anode coordinate. Has the range 0<=iz<fNandoes.
 192 //   A value of -1 for ix or iz indecates that this point is outside of the
 193 // detector segmentation as defined.
 194 //     This segmentation geometry can be discribed as the following:
 195 // {assumes 2*Dx()=7.0cm Dz()=7.5264cm, Dpx()=25ns,
 196 //  res->DeriftSpeed()=7.3mic/ns, Dpz()=512. For other values a only the
 197 //  specific numbers will change not their layout.}
 198 //
 199 //        0                     191                    0
 200 //      0 |----------------------|---------------------| 256
 201 //        | a     time-bins      |     time-bins     a |
 202 //        | n                    |                   n |
 203 //        | o                    |___________________o_|__> X
 204 //        | d                    |                   d |
 205 //        | e                    |                   e |
 206 //        | s                    |                   s |
 207 //    255 |----------------------|---------------------| 511
 208 //                               |
 209 //                               V
 210 //                               Z
 211     Float_t dx,dz,tb;
 212     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 213
 214     ix = -1; // default values
 215     iz = -1; // default values
 216     dx = -kconv*Dx(); // lower left edge in cm.
 217     dz = -0.5*kconv*Dz(); // lower left edge in cm.
 218     if(x<dx || x>-dx) return; // outside of defined volume.
 219     if(z<dz || z>-dz) return; // outside of defined volume.
 220     tb = fDriftSpeed*fTimeStep*kconv; // compute size of time bin.
 221     if(x>0) dx = -(dx + x)/tb; // distance from + side in time bin units
 222     else dx = (x - dx)/tb;     // distance from - side in time bin units
 223     dz = (z - dz)/(kconv*fPitch); // distance in z in anode pitch units
 224     ix = (Int_t) dx;   // time bin
 225     iz = (Int_t) dz;   // anode
 226     if(x>0) iz += Npz()/2; // if x>0 then + side anodes values.
 227     return; // Found ix and iz, return.
 228 }
 229 //______________________________________________________________________
 230 void AliITSsegmentationSDD::DetToLocal(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t &z)
 231 {
 232 // Transformation from Detector time bucket and anode coordiantes to Geant
 233 // detector centerd local coordinates (cm).
 234 // Input:
 235 // Int_t    ix      detector x time coordinate. Has the range 0<=ix<fNsamples.
 236 // Int_t    iz      detector z anode coordinate. Has the range 0<=iz<fNandoes.
 237 // Output:
 238 // Float_t   x      detector local coordinate x in cm with respect to the
 239 //                  center of the sensitive volume.
 240 // Float_t   z      detector local coordinate z in cm with respect to the
 241 //                  center of the sensitive volulme.
 242 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -Dx()
 243 // or -0.5*Dz() is returned.
 244 //     This segmentation geometry can be discribed as the following:
 245 // {assumes 2*Dx()=7.0cm Dz()=7.5264cm, Dpx()=25ns,
 246 //  res->DeriftSpeed()=7.3mic/ns, Dpz()=512. For other values a only the
 247 //  specific numbers will change not their layout.}
 248 //
 249 //        0                     191                    0
 250 //      0 |----------------------|---------------------| 256
 251 //        | a     time-bins      |     time-bins     a |
 252 //        | n                    |                   n |
 253 //        | o                    |___________________o_|__> X
 254 //        | d                    |                   d |
 255 //        | e                    |                   e |
 256 //        | s                    |                   s |
 257 //    255 |----------------------|---------------------| 511
 258 //                               |
 259 //                               V
 260 //                               Z
 261     Int_t i,j;
 262     Float_t tb;
 263     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 264
 265     if(iz>=Npz()/2) x = kconv*Dx(); // default value for +x side.
 266     else x = -kconv*Dx(); // default value for -x side.
 267     z = -0.5*kconv*Dz(); // default value.
 268     if(ix<0 || ix>=Npx()) return; // outside of detector
 269     if(iz<0 || iz>=Npz()) return; // outside of detctor
 270     tb = fDriftSpeed*fTimeStep*kconv; // compute size of time bin.
 271     if(iz>=Npz()/2) tb *= -1.0; // for +x side decrement frmo Dx().
 272     for(i=0;i<ix;i++) x += tb; // sum up to cell ix-1
 273     x += 0.5*tb; // add 1/2 of cell ix for center location.
 274     if(iz>=Npz()/2) iz -=Npz()/2;// If +x side don't count anodes from -x side.
 275     for(j=0;j<iz;j++) z += kconv*fPitch; // sum up cell iz-1
 276     z += 0.5*kconv*fPitch; // add 1/2 of cell iz for center location.
 277     return; // Found x and z, return.
 278 }