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