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 "AliITSsegmentationSPD.h"
  17 //#include "AliITSgeom.h"
  18 //////////////////////////////////////////////////////
  19 // Segmentation class for                           //
  20 // pixels                                           //
  21 //                                                  //
  22 //////////////////////////////////////////////////////
  23 ClassImp(AliITSsegmentationSPD)
  24
  25 //_____________________________________________________________________________
  26   AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(): AliITSsegmentation(),
  27 fNpx(0),
  28 fNpz(0){
  29   // Default constructor
  30   for(Int_t k=0; k<256; k++){
  31     fCellSizeX[k] = 0.;
  32     fCellSizeZ[k] = 0.;
  33   }
  34 }
  35
  36 //_____________________________________________________________________________
  37 Float_t AliITSsegmentationSPD::ColFromZ300(Float_t z) const {
  38 // Get column number for each z-coordinate taking into account the
  39 // extra pixels in z direction assuming 300 micron sized pixels.
  40      Float_t col = 0.0;
  41      Float_t pitchz = 300.0;
  42      col = Float_t (z/pitchz);
  43      return col;
  44 }
  45 //_____________________________________________________________________________
  46 Float_t AliITSsegmentationSPD::ZFromCol300(Int_t col) const {
  47 // same comments as above
  48 // Get z-coordinate for each colunm number
  49   Float_t pitchz = 300.0;
  50   Float_t z = 0.0;
  51   z = (col+0.5)*pitchz;
  52   return z;
  53 }
  54 //_____________________________________________________________________________
  55 Float_t AliITSsegmentationSPD::ZpitchFromCol300(Int_t col) const {
  56   // returns Z pixel pitch for 300 micron pixels.
  57
  58     col = 0; // done to remove unused variable warning.
  59     return 300.0;
  60 }
  61 //_____________________________________________________________________________
  62 Float_t AliITSsegmentationSPD::ColFromZ(Float_t z) const {
  63     // hard-wired - keep it like this till we can parametrise
  64     // and get rid of AliITSgeomSPD425
  65     // Get column number for each z-coordinate taking into account the
  66     // extra pixels in z direction
  67     Int_t i;
  68     Float_t s,col;
  69
  70     if(z<0||z>fDz){
  71         AliError(Form("z=%f outside of range 0.0<=z<fDz=%f",z,fDz));
  72         return 0.0; // error
  73     } // end if outsize of detector
  74     s = 0.0;
  75     i = -1;
  76     while(z>s){
  77         i++;
  78         s += fCellSizeZ[i];
  79     } // end while
  80     s -= fCellSizeZ[i];
  81     col = (Float_t) i + (z-s)/fCellSizeZ[i];
  82     return col;
  83
  84 /*
  85   Float_t col = 0;
  86   Float_t pitchz = 425;
  87   if( z < 13175) {
  88     col = Float_t(z/pitchz);
  89   } else if( z < 14425) {
  90     pitchz = 625;
  91     col = 31 + (z - 13175)/pitchz;
  92   } else if( z < 27175) {
  93     col = 33 + (z - 14425)/pitchz;
  94   } else if( z < 28425) {
  95     pitchz = 625;
  96     col = 63 + (z - 27175)/pitchz;
  97   } else if( z < 41175) {
  98     col = 65 + (z - 28425)/pitchz;
  99   } else if( z < 42425) {
 100     pitchz = 625;
 101     col = 95 + (z - 41175)/pitchz;
 102   } else if( z < 55175) {
 103     col = 97 + (z - 42425)/pitchz;
 104   } else if( z < 56425) {
 105     pitchz = 625;
 106     col = 127 + (z - 55175)/pitchz;
 107   } else if( z < 69175) {
 108     col = 129 + (z - 56425)/pitchz;
 109   } else if( z < 70425) {
 110     pitchz = 625;
 111     col = 159 + (z - 69175)/pitchz;
 112   } else if( z < 83600) {
 113     col = 161 + (z - 70425)/pitchz;
 114   }
 115   return TMath::Abs(col);*/
 116 }
 117
 118 //_____________________________________________________________________________
 119 Float_t AliITSsegmentationSPD::ZFromCol(Int_t col) const {
 120     // same comments as above
 121     // Get z-coordinate for each colunm number
 122     Int_t i;
 123     Float_t z;
 124
 125     if(col<0||col>=fNpz){
 126         AliError(Form("col=%d outside of range 0<=col<fNpZ=%d",col,fNpz));
 127         return 0.0; // error
 128     } // end if outsize of detector
 129     z = 0.0;
 130     for(i=0;i<col;i++) z += fCellSizeZ[i];
 131     z += 0.5*fCellSizeZ[col];
 132     return z;
 133
 134 /*
 135   Float_t pitchz = 425;
 136   Float_t z = 0;
 137   if( col >=0 && col <= 30 ) {
 138     z = (col + 0.5)*pitchz;
 139   } else if( col >= 31 && col <= 32) {
 140     pitchz = 625;
 141     z = 13175 + (col -31 + 0.5)*pitchz;
 142   } else if( col >= 33 && col <= 62) {
 143     z = 14425 + (col -33 + 0.5)*pitchz;
 144   } else if( col >= 63 && col <= 64) {
 145     pitchz = 625;
 146     z = 27175 + (col -63 + 0.5)*pitchz;
 147   } else if( col >= 65 && col <= 94) {
 148     z = 28425 + (col -65 + 0.5)*pitchz;
 149   } else if( col >= 95 && col <= 96) {
 150     pitchz = 625;
 151     z = 41175 + (col -95 + 0.5)*pitchz;
 152   } else if( col >= 97 && col <= 126) {
 153     z = 42425 + (col -97 + 0.5)*pitchz;
 154   } else if( col >= 127 && col <= 128) {
 155     pitchz = 625;
 156     z = 55175 + (col -127 + 0.5)*pitchz;
 157   } else if( col >= 129 && col <= 158) {
 158     z = 56425 + (col -129 + 0.5)*pitchz;
 159   } else if( col >= 159 && col <= 160) {
 160     pitchz = 625;
 161     z = 69175 + (col -159 + 0.5)*pitchz;
 162   } else if( col >= 161 && col <= 191) {
 163     z = 70425 + (col -161 + 0.5)*pitchz;
 164   }
 165
 166   return z;*/
 167 }
 168 //______________________________________________________________________
 169 Float_t AliITSsegmentationSPD::ZpitchFromCol(Int_t col) const {
 170     // Get pitch size in z direction for each colunm
 171
 172    Float_t pitchz = 425.;
 173     if(col < 0){
 174         pitchz = 0.0;
 175     } else if(col >=  31 && col <=  32) {
 176         pitchz = 625.;
 177     } else if(col >=  63 && col <=  64) {
 178         pitchz = 625.;
 179     } else if(col >=  95 && col <=  96) {
 180         pitchz = 625.;
 181     } else if(col >= 127 && col <= 128) {
 182         pitchz = 625.;
 183     } else if(col >= 159 && col <= 160) {
 184         pitchz = 625.;
 185     } else if(col>=192){
 186         pitchz = 425.;
 187     }
 188     return pitchz;
 189 }
 190 //______________________________________________________________________
 191 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(AliITSgeom *gm):
 192 AliITSsegmentation(gm),
 193 fNpx(0),
 194 fNpz(0){
 195   // Constructor
 196    fCorr=0;
 197    Init();
 198 }
 199 //______________________________________________________________________
 200 void AliITSsegmentationSPD::Copy(TObject &obj) const {
 201   // protected method. copy this to obj
 202   AliITSsegmentation::Copy(obj);
 203   ((AliITSsegmentationSPD& ) obj).fNpx  = fNpx;
 204   ((AliITSsegmentationSPD& ) obj).fNpz  = fNpz;
 205   Int_t i;
 206   for(i=0;i<256;i++)
 207          ((AliITSsegmentationSPD& ) obj).fCellSizeX[i] = fCellSizeX[i];
 208   for(i=0;i<280;i++)
 209          ((AliITSsegmentationSPD& ) obj).fCellSizeZ[i] = fCellSizeZ[i];
 210 }
 211
 212 //______________________________________________________________________
 213 AliITSsegmentationSPD& AliITSsegmentationSPD::operator=(const AliITSsegmentationSPD &source){
 214    // = operator
 215    if(this==&source) return *this;
 216    source.Copy(*this);
 217    return *this;
 218 }
 219 //____________________________________________________________________________
 220 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(const AliITSsegmentationSPD &source) :
 221     AliITSsegmentation(source),
 222 fNpx(0),
 223 fNpz(0){
 224   // copy constructor
 225   source.Copy(*this);
 226 }
 227 //----------------------------------------------------------------------
 228 void AliITSsegmentationSPD::SetBinSize(Float_t *x,Float_t *z){
 229     // Fills the array of pixel sizes in x, microns
 230     // The input array x must have 256 elements.
 231     Int_t i;
 232
 233     for(i=0;i<256;i++) fCellSizeX[i] = x[i];
 234     for(i=0;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = z[i];
 235     return;
 236 }
 237 //----------------------------------------------------------------------
 238 void AliITSsegmentationSPD::Init300(){
 239 // Initialize infromation for 6 read out chip 300X50 micron pixel SPD
 240 // detectors. This chip is 150 microns thick by 1.28 cm in x by 8.37 cm
 241 // long. It has 256  50 micron pixels in x and 279 300 micron size
 242 // pixels in z.
 243
 244     //const Float_t kconv=10000.;
 245     Int_t i;
 246     fNpx = 256; // The number of X pixel Cell same as in fCellSizeX array size
 247     fNpz = 279; // The number of Z pixel Cell same as in fCellSizeZ array size
 248     for(i=0;i<fNpx;i++) fCellSizeX[i] = 50.0; // microns all the same
 249     for(i=0;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = ZpitchFromCol300(i); // microns
 250 //    for(i=fNpz;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = 0.0; // zero out rest of array
 251     fDx = 0;
 252     for(i=0;i<fNpx;i++) fDx += fCellSizeX[i];
 253     fDz = 0;
 254     for(i=0;i<fNpz;i++) fDz += fCellSizeZ[i];
 255     fDy = 300.0; //microns  SPD sensitive layer thickness
 256 }
 257
 258 //------------------------------
 259 void AliITSsegmentationSPD::Init(){
 260 // Initialize infromation for 6 read out chip 425X50 micron pixel SPD
 261 // detectors. This chip is 150 microns thick by 1.28 cm in x by 8.375 cm
 262 // long. It has 256  50 micron pixels in x and 197 mostly 425 micron size
 263 // pixels in z. The two pixels between each readout chip are 625 microns long.
 264
 265     //const Float_t kconv=10000.;
 266     Int_t i;
 267     fNpx = 256; // The number of X pixel Cell same as in fCellSizeX array size
 268     fNpz = 192; // The number of Z pixel Cell same as in fCellSizeZ array size
 269     for(i=0;i<fNpx;i++) fCellSizeX[i] = 50.0; // microns all the same
 270     for(i=0;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = ZpitchFromCol(i); // microns
 271 //    for(i=fNpz;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = 0.0; // zero out rest of array
 272     fDx = 0;
 273     for(i=0;i<fNpx;i++) fDx += fCellSizeX[i];
 274     fDz = 0;
 275     for(i=0;i<fNpz;i++) fDz += fCellSizeZ[i];
 276     fDy = 300.0; //microns  SPD sensitive layer thickness
 277     //printf(" AliITSsegmentationSPD - Init: fNpx fNpz fDx fDz %d %d %f %f\n",fNpx, fNpz, fDx, fDz);
 278
 279 }
 280 //------------------------------
 281 void AliITSsegmentationSPD::SetNPads(Int_t p1, Int_t p2){
 282   // for SPD this function should be used ONLY when a beam test setup
 283   // configuration is studied
 284
 285     fNpx=p1;
 286     fNpz=p2;
 287
 288 }
 289
 290 //------------------------------
 291 Float_t AliITSsegmentationSPD::Dpx(Int_t i) const {
 292     //returs x pixel pitch for a give pixel
 293     if(i<0||i>=256) return 0.0;
 294     return fCellSizeX[i];
 295 }
 296 //------------------------------
 297 Float_t AliITSsegmentationSPD::Dpz(Int_t i) const {
 298     // returns z pixel pitch for a give pixel
 299     if(i<0||i>=280) return 0.0;
 300     return fCellSizeZ[i];
 301 }
 302 //------------------------------
 303 void AliITSsegmentationSPD::GetPadIxz(Float_t x,Float_t z,Int_t &ix,Int_t &iz) const {
 304 //  Returns pixel coordinates (ix,iz) for given real local coordinates (x,z)
 305 //
 306
 307     // expects x, z in microns
 308
 309     // same segmentation on x
 310     Float_t dpx=Dpx(0);
 311     ix = (Int_t)(x/dpx + 1);
 312     // different segmentation on z
 313     iz = (Int_t)(ColFromZ(z) + 1);
 314
 315
 316     if (iz >  fNpz) iz= fNpz;
 317     if (ix >  fNpx) ix= fNpx;
 318     /*
 319     if (iz < -fNpz) iz= -fNpz;
 320     if (ix < -fNpx) ix=-fNpx;
 321     */
 322 }
 323
 324 //------------------------------
 325 void AliITSsegmentationSPD::GetPadTxz(Float_t &x,Float_t &z) const{
 326 //  local transformation of real local coordinates (x,z)
 327 //
 328
 329     // expects x, z in microns
 330
 331     // same segmentation on x
 332     Float_t dpx=Dpx(0);
 333
 334     x /= dpx;
 335     z = ColFromZ(z);
 336
 337 }
 338 //------------------------------
 339 void AliITSsegmentationSPD::GetPadCxz(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t&z) const {
 340     // Transform from pixel to real local coordinates
 341
 342     // returns x, z in microns
 343
 344     Float_t dpx=Dpx(0);
 345
 346     x = (ix>0) ? Float_t(ix*dpx)-dpx/2. : Float_t(ix*dpx)+dpx/2.;
 347     z = ZFromCol(iz);
 348
 349
 350 }
 351 //------------------------------
 352 void AliITSsegmentationSPD::
 353 Neighbours(Int_t iX, Int_t iZ, Int_t* Nlist, Int_t Xlist[8], Int_t Zlist[8]) const {
 354   // returns the neighbouring pixels for use in Cluster Finders and the like.
 355   /*
 356     *Nlist=4;Xlist[0]=Xlist[1]=iX;Xlist[2]=iX-1;Xlist[3]=iX+1;
 357     Zlist[0]=iZ-1;Zlist[1]=iZ+1;Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
 358   */
 359
 360
 361     *Nlist=8;
 362     Xlist[0]=Xlist[1]=iX;
 363     Xlist[2]=iX-1;
 364     Xlist[3]=iX+1;
 365     Zlist[0]=iZ-1;
 366     Zlist[1]=iZ+1;
 367     Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
 368
 369    // Diagonal elements
 370     Xlist[4]=iX+1;
 371     Zlist[4]=iZ+1;
 372
 373     Xlist[5]=iX-1;
 374     Zlist[5]=iZ-1;
 375
 376     Xlist[6]=iX-1;
 377     Zlist[6]=iZ+1;
 378
 379     Xlist[7]=iX+1;
 380     Zlist[7]=iZ-1;
 381 }
 382 //______________________________________________________________________
 383 Bool_t AliITSsegmentationSPD::LocalToDet(Float_t x,Float_t z,
 384                                          Int_t &ix,Int_t &iz) const {
 385     // Transformation from Geant detector centered local coordinates (cm) to
 386     // Pixel cell numbers ix and iz.
 387     // Input:
 388     //    Float_t   x        detector local coordinate x in cm with respect to
 389     //                       the center of the sensitive volume.
 390     //    Float_t   z        detector local coordinate z in cm with respect to
 391     //                       the center of the sensitive volulme.
 392     // Output:
 393     //    Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range
 394     //                       0<=ix<fNpx.
 395     //    Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range
 396     //                       0<=iz<fNpz.
 397     // Return:
 398     //   kTRUE if point x,z is inside sensitive volume, kFALSE otherwise.
 399     //   A value of -1 for ix or iz indecates that this point is outside of the
 400     //   detector segmentation as defined.
 401     Int_t i,j;
 402     Float_t dx,dz;
 403     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 404
 405     dx = -0.5*kconv*Dx();
 406     dz = -0.5*kconv*Dz();
 407     ix = -1;
 408     iz = -1;
 409     if(x<dx) return kFALSE; // outside x range.
 410     if(z<dz) return kFALSE; // outside z range.
 411     for(i=0;i<Npx();i++){
 412         dx += kconv*fCellSizeX[i];
 413         if(x<dx) break;
 414     } // end for i
 415     if(i>=Npx()) return kFALSE; // outside x range.
 416     for(j=0;j<Npz();j++){
 417         dz += kconv*fCellSizeZ[j];
 418         if(z<dz) break;
 419     } // end for j
 420     if(j>=Npz()) return kFALSE; // outside z range.
 421     ix = i;
 422     iz = j;
 423     return kTRUE; // Found ix and iz, return.
 424 }
 425 //______________________________________________________________________
 426 void AliITSsegmentationSPD::DetToLocal(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t &z) const
 427 {
 428 // Transformation from Detector cell coordiantes to Geant detector centerd
 429 // local coordinates (cm).
 430 // Input:
 431 // Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range 0<=ix<fNpx.
 432 // Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range 0<=iz<fNpz.
 433 // Output:
 434 // Float_t   x        detector local coordinate x in cm with respect to the
 435 //                    center of the sensitive volume.
 436 // Float_t   z        detector local coordinate z in cm with respect to the
 437 //                    center of the sensitive volulme.
 438 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -0.5*Dx()
 439 // or -0.5*Dz() is returned.
 440     Int_t i,j;
 441     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 442
 443     x = -0.5*kconv*Dx(); // default value.
 444     z = -0.5*kconv*Dz(); // default value.
 445     if(ix<0 || ix>=Npx()) return; // outside of detector
 446     if(iz<0 || iz>=Npz()) return; // outside of detctor
 447     for(i=0;i<ix;i++) x += kconv*fCellSizeX[i]; // sum up to cell ix-1
 448     x += 0.5*kconv*fCellSizeX[ix]; // add 1/2 of cell ix for center location.
 449     for(j=0;j<iz;j++) z += kconv*fCellSizeZ[j]; // sum up cell iz-1
 450     z += 0.5*kconv*fCellSizeZ[iz]; // add 1/2 of cell iz for center location.
 451     return; // Found x and z, return.
 452 }
 453 //______________________________________________________________________
 454 void AliITSsegmentationSPD::CellBoundries(Int_t ix,Int_t iz,
 455                                           Double_t &xl,Double_t &xu,
 456                                           Double_t &zl,Double_t &zu) const
 457 {
 458 // Transformation from Detector cell coordiantes to Geant detector centerd
 459 // local coordinates (cm).
 460 // Input:
 461 // Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range 0<=ix<fNpx.
 462 // Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range 0<=iz<fNpz.
 463 // Output:
 464 // Double_t   xl       detector local coordinate cell lower bounds x in cm
 465 //                    with respect to the center of the sensitive volume.
 466 // Double_t   xu       detector local coordinate cell upper bounds x in cm
 467 //                    with respect to the center of the sensitive volume.
 468 // Double_t   zl       detector local coordinate lower bounds z in cm with
 469 //                    respect to the center of the sensitive volulme.
 470 // Double_t   zu       detector local coordinate upper bounds z in cm with
 471 //                    respect to the center of the sensitive volulme.
 472 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -0.5*Dx()
 473 // and -0.5*Dx() or -0.5*Dz() and -0.5*Dz() are returned.
 474     Int_t i,j;
 475     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 476     Float_t x,z;
 477
 478     xl = xu = x = -0.5*kconv*Dx(); // default value.
 479     zl = zu = z = -0.5*kconv*Dz(); // default value.
 480     if(ix<0 || ix>=Npx()) return; // outside of detector
 481     if(iz<0 || iz>=Npz()) return; // outside of detctor
 482     for(i=0;i<ix;i++) x += kconv*fCellSizeX[i]; // sum up to cell ix-1
 483     xl = x;
 484     x += kconv*fCellSizeX[ix];
 485     xu = x;
 486     for(j=0;j<iz;j++) z += kconv*fCellSizeZ[j]; // sum up cell iz-1
 487     zl = z;
 488     z += kconv*fCellSizeZ[iz];
 489     zu = z;
 490     return; // Found x and z, return.
 491 }