129d952d89e1b90b77da33ee1231569bd0dcf561
[u/mrichter/AliRoot.git] / ITS / AliITSsegmentationSPD.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 #include <TMath.h>
17 #include <TF1.h>
18
19 #include "AliITSsegmentationSPD.h"
20 #include "AliITSgeom.h"
21
22 ClassImp(AliITSsegmentationSPD)
23
24
25 Float_t ColFromZ300(Float_t z) {
26 // Get column number for each z-coordinate taking into account the 
27 // extra pixels in z direction assuming 300 micron sized pixels.
28      Float_t col = 0.0;
29      Float_t pitchz = 300.0;
30      col = Float_t (z/pitchz);
31      return col;
32 }
33 //_____________________________________________________________________________
34 Float_t ZFromCol300(Int_t col) {
35 // same comments as above
36 // Get z-coordinate for each colunm number
37   Float_t pitchz = 300.0;
38   Float_t z = 0.0;
39   z = (col+0.5)*pitchz;
40   return z;
41 }
42 //_____________________________________________________________________________
43 Float_t ZpitchFromCol300(Int_t col) {
44   // returns Z pixel pitch for 300 micron pixels.
45   return 300.0;
46 }
47 //_____________________________________________________________________________
48 Float_t  AliITSsegmentationSPD::ColFromZ(Float_t z) {
49 // hard-wired - keep it like this till we can parametrise 
50 // and get rid of AliITSgeomSPD425
51 // Get column number for each z-coordinate taking into account the 
52 // extra pixels in z direction 
53
54   Float_t col = 0;
55   Float_t pitchz = 425;
56   if( z < 13175) {
57     col = Float_t(z/pitchz);
58   } else if( z < 14425) {  
59     pitchz = 625;
60     col = 31 + (z - 13175)/pitchz;
61   } else if( z < 27175) {  
62     col = 33 + (z - 14425)/pitchz;
63   } else if( z < 28425) {  
64     pitchz = 625;
65     col = 63 + (z - 27175)/pitchz;
66   } else if( z < 41175) {  
67     col = 65 + (z - 28425)/pitchz;
68   } else if( z < 42425) {  
69     pitchz = 625;
70     col = 95 + (z - 41175)/pitchz;
71   } else if( z < 55175) {  
72     col = 97 + (z - 42425)/pitchz;
73   } else if( z < 56425) {  
74     pitchz = 625;
75     col = 127 + (z - 55175)/pitchz;
76   } else if( z < 69175) {  
77     col = 129 + (z - 56425)/pitchz;
78   } else if( z < 70425) {  
79     pitchz = 625;
80     col = 159 + (z - 69175)/pitchz;
81   } else if( z < 83600) {  
82     col = 161 + (z - 70425)/pitchz;
83   }   
84   return TMath::Abs(col);
85 }
86
87 //_____________________________________________________________________________
88 Float_t  AliITSsegmentationSPD::ZFromCol(Int_t col) {
89 // same comments as above
90 // Get z-coordinate for each colunm number
91
92   Float_t pitchz = 425;
93   Float_t z = 0;
94   if( col >=0 && col <= 30 ) {  
95     z = (col + 0.5)*pitchz;    
96   } else if( col >= 31 && col <= 32) {  
97     pitchz = 625;
98     z = 13175 + (col -31 + 0.5)*pitchz;    
99   } else if( col >= 33 && col <= 62) {  
100     z = 14425 + (col -33 + 0.5)*pitchz;    
101   } else if( col >= 63 && col <= 64) {  
102     pitchz = 625;
103     z = 27175 + (col -63 + 0.5)*pitchz;    
104   } else if( col >= 65 && col <= 94) {  
105     z = 28425 + (col -65 + 0.5)*pitchz;    
106   } else if( col >= 95 && col <= 96) {  
107     pitchz = 625;
108     z = 41175 + (col -95 + 0.5)*pitchz;    
109   } else if( col >= 97 && col <= 126) {  
110     z = 42425 + (col -97 + 0.5)*pitchz;    
111   } else if( col >= 127 && col <= 128) {  
112     pitchz = 625;
113     z = 55175 + (col -127 + 0.5)*pitchz;    
114   } else if( col >= 129 && col <= 158) {  
115     z = 56425 + (col -129 + 0.5)*pitchz;    
116   } else if( col >= 159 && col <= 160) {  
117     pitchz = 625;
118     z = 69175 + (col -159 + 0.5)*pitchz;    
119   } else if( col >= 161 && col <= 191) {  
120     z = 70425 + (col -161 + 0.5)*pitchz;    
121   }
122
123   return z;
124 }
125 //______________________________________________________________________
126 Float_t AliITSsegmentationSPD::ZpitchFromCol(Int_t col) {
127 // Get pitch size in z direction for each colunm
128
129     Float_t pitchz = 425;
130     if(col < 0){
131         pitchz = 0.0;
132     } else if(col >=  31 && col <=  32) {  
133         pitchz = 625;
134     } else if(col >=  63 && col <=  64) {  
135         pitchz = 625;
136     } else if(col >=  95 && col <=  96) {  
137         pitchz = 625;
138     } else if(col >= 127 && col <= 128) {  
139         pitchz = 625;
140     } else if(col >= 159 && col <= 160) {  
141         pitchz = 625;
142     } else if(col>=192){
143         pitchz = 0.0;
144     }
145     return pitchz;
146 }
147 //______________________________________________________________________
148 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(){
149   // Default constructor
150    fNpx = 0;
151    fNpz = 0;
152    fCorr=0;
153    fGeom = 0;
154
155 }
156 //______________________________________________________________________
157 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(AliITSgeom *gm){
158   // Constructor
159    fCorr=0;
160    fNpx = 0;
161    fNpz = 0;
162    Init(); 
163    fGeom = gm;
164
165 }
166 //______________________________________________________________________
167 AliITSsegmentationSPD& AliITSsegmentationSPD::operator=(AliITSsegmentationSPD &source){
168    // = operator
169    if(this==&source) return *this;
170    this->fNpx  = source.fNpx;
171    this->fNpz  = source.fNpz;
172    this->fDx   = source.fDx;
173    this->fDy   = source.fDy;
174    Int_t i;
175    for(i=0;i<256;i++) this->fCellSizeX[i] = source.fCellSizeX[i];
176    for(i=0;i<280;i++) this->fCellSizeZ[i] = source.fCellSizeZ[i];
177    this->fCorr = new TF1(*(source.fCorr));// make a proper copy of the function
178    this->fGeom = source.fGeom; // copy only the pointers.
179    return *this;
180 }
181 //____________________________________________________________________________
182 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(AliITSsegmentationSPD &source){
183   // copy constructor
184    *this = source;
185 }
186 //------------------------------
187 void AliITSsegmentationSPD::Init300(){
188 // Initialize infromation for 6 read out chip 300X50 micron pixel SPD 
189 // detectors. This chip is 150 microns thick by 1.28 cm in x by 8.37 cm
190 // long. It has 256  50 micron pixels in x and 279 300 micron size
191 // pixels in z.
192
193     //const Float_t kconv=10000.;
194     Int_t i;
195     fNpx = 256; // The number of X pixel Cell same as in fCellSizeX array size
196     fNpz = 279; // The number of Z pixel Cell same as in fCellSizeZ array size
197     for(i=0;i<fNpx;i++) fCellSizeX[i] = 50.0; // microns all the same
198     for(i=0;i<fNpz;i++) fCellSizeZ[i] = ZpitchFromCol300(i); // microns
199     for(i=fNpz;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = 0.0; // zero out rest of array
200     fDx = 0;
201     for(i=0;i<fNpx;i++) fDx += fCellSizeX[i];
202     fDz = 0;
203     for(i=0;i<fNpz;i++) fDz += fCellSizeZ[i];
204     fDy = 300.0; //microns  SPD sensitive layer thickness
205 }
206
207 //------------------------------
208 void AliITSsegmentationSPD::Init(){
209 // Initialize infromation for 6 read out chip 425X50 micron pixel SPD 
210 // detectors. This chip is 150 microns thick by 1.28 cm in x by 8.375 cm
211 // long. It has 256  50 micron pixels in x and 197 mostly 425 micron size
212 // pixels in z. The two pixels between each readout chip are 625 microns long.
213
214     //const Float_t kconv=10000.;
215     Int_t i;
216     fNpx = 256; // The number of X pixel Cell same as in fCellSizeX array size
217     fNpz = 192; // The number of Z pixel Cell same as in fCellSizeZ array size
218     for(i=0;i<fNpx;i++) fCellSizeX[i] = 50.0; // microns all the same
219     for(i=0;i<fNpz;i++) fCellSizeZ[i] = ZpitchFromCol(i); // microns
220     for(i=fNpz;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = 0.0; // zero out rest of array
221     fDx = 0;
222     for(i=0;i<fNpx;i++) fDx += fCellSizeX[i];
223     fDz = 0;
224     for(i=0;i<fNpz;i++) fDz += fCellSizeZ[i];
225     fDy = 300.0; //microns  SPD sensitive layer thickness
226     //printf(" AliITSsegmentationSPD - Init: fNpx fNpz fDx fDz %d %d %f %f\n",fNpx, fNpz, fDx, fDz);
227
228 }
229 //------------------------------
230 void AliITSsegmentationSPD::SetNPads(Int_t p1, Int_t p2){
231   // for SPD this function should be used ONLY when a beam test setup 
232   // configuration is studied
233
234     fNpx=p1;
235     fNpz=p2;
236
237 }
238 //------------------------------
239 void AliITSsegmentationSPD::SetDetSize(Float_t p1, Float_t p2, Float_t p3){
240   // for SPD this function should be used ONLY when a beam test setup 
241   // configuration is studied
242
243     fDx=p1;
244     fDz=p2;
245     fDy=p3;
246
247 }
248 //------------------------------
249 Float_t AliITSsegmentationSPD::Dpx(Int_t i){
250    //returs x pixel pitch for a give pixel
251    return fCellSizeX[i];
252 }
253 //------------------------------
254 Float_t AliITSsegmentationSPD::Dpz(Int_t i){
255   // returns z pixel pitch for a give pixel
256    return ZpitchFromCol(i);
257 }
258 //------------------------------
259 void AliITSsegmentationSPD::GetPadIxz(Float_t x,Float_t z,Int_t &ix,Int_t &iz){
260 //  Returns pixel coordinates (ix,iz) for given real local coordinates (x,z)
261 //
262
263     // expects x, z in microns
264
265     // same segmentation on x
266     Float_t dpx=Dpx(0);
267     ix = (Int_t)(x/dpx + 1);
268     // different segmentation on z
269     iz = (Int_t)(ColFromZ(z) + 1);
270
271
272     if (iz >  fNpz) iz= fNpz;
273     if (ix >  fNpx) ix= fNpx;
274     /*
275     if (iz < -fNpz) iz= -fNpz;
276     if (ix < -fNpx) ix=-fNpx;
277     */
278 }
279
280 //------------------------------
281 void AliITSsegmentationSPD::GetPadTxz(Float_t &x,Float_t &z){
282 //  local transformation of real local coordinates (x,z)
283 //
284
285     // expects x, z in microns
286
287     // same segmentation on x
288     Float_t dpx=Dpx(0);
289
290     x /= dpx;
291     z = ColFromZ(z);
292
293 }
294 //------------------------------
295 void AliITSsegmentationSPD::GetPadCxz(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t&z){
296     // Transform from pixel to real local coordinates
297
298     // returns x, z in microns
299
300     Float_t dpx=Dpx(0);
301
302     x = (ix>0) ? Float_t(ix*dpx)-dpx/2. : Float_t(ix*dpx)+dpx/2.;
303     z = ZFromCol(iz);
304
305
306 }
307 //------------------------------
308 void AliITSsegmentationSPD::
309 Neighbours(Int_t iX, Int_t iZ, Int_t* Nlist, Int_t Xlist[8], Int_t Zlist[8]){
310   // returns the neighbouring pixels for use in Cluster Finders and the like.
311   /*
312     *Nlist=4;Xlist[0]=Xlist[1]=iX;Xlist[2]=iX-1;Xlist[3]=iX+1;
313     Zlist[0]=iZ-1;Zlist[1]=iZ+1;Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
314   */
315
316
317     *Nlist=8;
318     Xlist[0]=Xlist[1]=iX;
319     Xlist[2]=iX-1;
320     Xlist[3]=iX+1;
321     Zlist[0]=iZ-1;
322     Zlist[1]=iZ+1;
323     Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
324
325    // Diagonal elements
326     Xlist[4]=iX+1;
327     Zlist[4]=iZ+1;
328
329     Xlist[5]=iX-1;
330     Zlist[5]=iZ-1;
331
332     Xlist[6]=iX-1;
333     Zlist[6]=iZ+1;
334
335     Xlist[7]=iX+1;
336     Zlist[7]=iZ-1;
337 }
338 //______________________________________________________________________
339 void AliITSsegmentationSPD::LocalToDet(Float_t x,Float_t z,Int_t &ix,Int_t &iz){
340 // Transformation from Geant detector centered local coordinates (cm) to
341 // Pixel cell numbers ix and iz.
342 // Input:
343 // Float_t   x        detector local coordinate x in cm with respect to the
344 //                    center of the sensitive volume.
345 // Float_t   z        detector local coordinate z in cm with respect to the
346 //                    center of the sensitive volulme.
347 // Output:
348 // Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range 0<=ix<fNpx.
349 // Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range 0<=iz<fNpz.
350 //   A value of -1 for ix or iz indecates that this point is outside of the
351 // detector segmentation as defined.
352     Int_t i,j;
353     Float_t dx,dz;
354     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
355
356     dx = -0.5*kconv*Dx();
357     dz = -0.5*kconv*Dz();
358     ix = -1;
359     iz = -1;
360     if(x<dx) return; // outside x range.
361     if(z<dz) return; // outside z range.
362     for(i=0;i<Npx();i++){
363         dx += kconv*fCellSizeX[i];
364         if(x<dx) break;
365     } // end for i
366     if(i>=Npx()) return; // outside x range.
367     for(j=0;j<Npz();j++){
368         dz += kconv*fCellSizeZ[j];
369         if(z<dz) break;
370     } // end for j
371     if(j>=Npz()) return; // outside z range.
372     ix = i;
373     iz = j;
374     return; // Found ix and iz, return.
375 }
376 //______________________________________________________________________
377 void AliITSsegmentationSPD::DetToLocal(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t &z)
378 {
379 // Transformation from Detector cell coordiantes to Geant detector centerd 
380 // local coordinates (cm).
381 // Input:
382 // Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range 0<=ix<fNpx.
383 // Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range 0<=iz<fNpz.
384 // Output:
385 // Float_t   x        detector local coordinate x in cm with respect to the
386 //                    center of the sensitive volume.
387 // Float_t   z        detector local coordinate z in cm with respect to the
388 //                    center of the sensitive volulme.
389 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -0.5*Dx()
390 // or -0.5*Dz() is returned.
391     Int_t i,j;
392     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
393
394     x = -0.5*kconv*Dx(); // default value.
395     z = -0.5*kconv*Dz(); // default value.
396     if(ix<0 || ix>=Npx()) return; // outside of detector
397     if(iz<0 || iz>=Npz()) return; // outside of detctor
398     for(i=0;i<ix;i++) x += kconv*fCellSizeX[i]; // sum up to cell ix-1
399     x += 0.5*kconv*fCellSizeX[ix]; // add 1/2 of cell ix for center location.
400     for(j=0;j<iz;j++) z += kconv*fCellSizeZ[j]; // sum up cell iz-1
401     z += 0.5*kconv*fCellSizeZ[iz]; // add 1/2 of cell iz for center location.
402     return; // Found x and z, return.
403 }