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 AliITSsegmentationSPD::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 AliITSsegmentationSPD::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 AliITSsegmentationSPD::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     Int_t i;
  54     Float_t s,col;
  55
  56     if(z<0||z>fDz){
  57         Error("ColFromZ","z=%f outside of range 0.0<=z<fDz=%f",z,fDz);
  58         return 0.0; // error
  59     } // end if outsize of detector
  60     s = 0.0;
  61     i = -1;
  62     while(z>s){
  63         i++;
  64         s += fCellSizeZ[i];
  65     } // end while
  66     s -= fCellSizeZ[i];
  67     col = (Float_t) i + (z-s)/fCellSizeZ[i];
  68     return col;
  69
  70 /*
  71   Float_t col = 0;
  72   Float_t pitchz = 425;
  73   if( z < 13175) {
  74     col = Float_t(z/pitchz);
  75   } else if( z < 14425) {
  76     pitchz = 625;
  77     col = 31 + (z - 13175)/pitchz;
  78   } else if( z < 27175) {
  79     col = 33 + (z - 14425)/pitchz;
  80   } else if( z < 28425) {
  81     pitchz = 625;
  82     col = 63 + (z - 27175)/pitchz;
  83   } else if( z < 41175) {
  84     col = 65 + (z - 28425)/pitchz;
  85   } else if( z < 42425) {
  86     pitchz = 625;
  87     col = 95 + (z - 41175)/pitchz;
  88   } else if( z < 55175) {
  89     col = 97 + (z - 42425)/pitchz;
  90   } else if( z < 56425) {
  91     pitchz = 625;
  92     col = 127 + (z - 55175)/pitchz;
  93   } else if( z < 69175) {
  94     col = 129 + (z - 56425)/pitchz;
  95   } else if( z < 70425) {
  96     pitchz = 625;
  97     col = 159 + (z - 69175)/pitchz;
  98   } else if( z < 83600) {
  99     col = 161 + (z - 70425)/pitchz;
 100   }
 101   return TMath::Abs(col);*/
 102 }
 103
 104 //_____________________________________________________________________________
 105 Float_t AliITSsegmentationSPD::ZFromCol(Int_t col) {
 106     // same comments as above
 107     // Get z-coordinate for each colunm number
 108     Int_t i;
 109     Float_t z;
 110
 111     if(col<0||col>=fNpz){
 112         Error("ZFromCol","col=%d outside of range 0<=col<fNpZ=%d",col,fNpz);
 113         return 0.0; // error
 114     } // end if outsize of detector
 115     z = 0.0;
 116     for(i=0;i<col;i++) z += fCellSizeZ[i];
 117     z += 0.5*fCellSizeZ[col];
 118     return z;
 119
 120 /*
 121   Float_t pitchz = 425;
 122   Float_t z = 0;
 123   if( col >=0 && col <= 30 ) {
 124     z = (col + 0.5)*pitchz;
 125   } else if( col >= 31 && col <= 32) {
 126     pitchz = 625;
 127     z = 13175 + (col -31 + 0.5)*pitchz;
 128   } else if( col >= 33 && col <= 62) {
 129     z = 14425 + (col -33 + 0.5)*pitchz;
 130   } else if( col >= 63 && col <= 64) {
 131     pitchz = 625;
 132     z = 27175 + (col -63 + 0.5)*pitchz;
 133   } else if( col >= 65 && col <= 94) {
 134     z = 28425 + (col -65 + 0.5)*pitchz;
 135   } else if( col >= 95 && col <= 96) {
 136     pitchz = 625;
 137     z = 41175 + (col -95 + 0.5)*pitchz;
 138   } else if( col >= 97 && col <= 126) {
 139     z = 42425 + (col -97 + 0.5)*pitchz;
 140   } else if( col >= 127 && col <= 128) {
 141     pitchz = 625;
 142     z = 55175 + (col -127 + 0.5)*pitchz;
 143   } else if( col >= 129 && col <= 158) {
 144     z = 56425 + (col -129 + 0.5)*pitchz;
 145   } else if( col >= 159 && col <= 160) {
 146     pitchz = 625;
 147     z = 69175 + (col -159 + 0.5)*pitchz;
 148   } else if( col >= 161 && col <= 191) {
 149     z = 70425 + (col -161 + 0.5)*pitchz;
 150   }
 151
 152   return z;*/
 153 }
 154 //______________________________________________________________________
 155 Float_t AliITSsegmentationSPD::ZpitchFromCol(Int_t col) {
 156     // Get pitch size in z direction for each colunm
 157
 158    Float_t pitchz = 425.;
 159     if(col < 0){
 160         pitchz = 0.0;
 161     } else if(col >=  31 && col <=  32) {
 162         pitchz = 625.;
 163     } else if(col >=  63 && col <=  64) {
 164         pitchz = 625.;
 165     } else if(col >=  95 && col <=  96) {
 166         pitchz = 625.;
 167     } else if(col >= 127 && col <= 128) {
 168         pitchz = 625.;
 169     } else if(col >= 159 && col <= 160) {
 170         pitchz = 625.;
 171     } else if(col>=192){
 172         pitchz = 425.;
 173     }
 174     return pitchz;
 175 }
 176 //______________________________________________________________________
 177 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(){
 178   // Default constructor
 179    fNpx = 0;
 180    fNpz = 0;
 181    fCorr=0;
 182    fGeom = 0;
 183
 184 }
 185 //______________________________________________________________________
 186 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(AliITSgeom *gm){
 187   // Constructor
 188    fCorr=0;
 189    fNpx = 0;
 190    fNpz = 0;
 191    Init();
 192    fGeom = gm;
 193
 194 }
 195 //______________________________________________________________________
 196 AliITSsegmentationSPD& AliITSsegmentationSPD::operator=(AliITSsegmentationSPD &source){
 197    // = operator
 198    if(this==&source) return *this;
 199    this->fNpx  = source.fNpx;
 200    this->fNpz  = source.fNpz;
 201    this->fDx   = source.fDx;
 202    this->fDy   = source.fDy;
 203    Int_t i;
 204    for(i=0;i<256;i++) this->fCellSizeX[i] = source.fCellSizeX[i];
 205    for(i=0;i<280;i++) this->fCellSizeZ[i] = source.fCellSizeZ[i];
 206    this->fCorr = new TF1(*(source.fCorr));// make a proper copy of the function
 207    this->fGeom = source.fGeom; // copy only the pointers.
 208    return *this;
 209 }
 210 //____________________________________________________________________________
 211 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(AliITSsegmentationSPD &source){
 212   // copy constructor
 213    *this = source;
 214 }
 215 //----------------------------------------------------------------------
 216 void AliITSsegmentationSPD::SetBinSize(Float_t *x,Float_t *z){
 217     // Fills the array of pixel sizes in x, microns
 218     // The input array x must have 256 elements.
 219     Int_t i;
 220
 221     for(i=0;i<256;i++) fCellSizeX[i] = x[i];
 222     for(i=0;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = z[i];
 223     return;
 224 }
 225 //----------------------------------------------------------------------
 226 void AliITSsegmentationSPD::Init300(){
 227 // Initialize infromation for 6 read out chip 300X50 micron pixel SPD
 228 // detectors. This chip is 150 microns thick by 1.28 cm in x by 8.37 cm
 229 // long. It has 256  50 micron pixels in x and 279 300 micron size
 230 // pixels in z.
 231
 232     //const Float_t kconv=10000.;
 233     Int_t i;
 234     fNpx = 256; // The number of X pixel Cell same as in fCellSizeX array size
 235     fNpz = 279; // The number of Z pixel Cell same as in fCellSizeZ array size
 236     for(i=0;i<fNpx;i++) fCellSizeX[i] = 50.0; // microns all the same
 237     for(i=0;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = ZpitchFromCol300(i); // microns
 238 //    for(i=fNpz;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = 0.0; // zero out rest of array
 239     fDx = 0;
 240     for(i=0;i<fNpx;i++) fDx += fCellSizeX[i];
 241     fDz = 0;
 242     for(i=0;i<fNpz;i++) fDz += fCellSizeZ[i];
 243     fDy = 300.0; //microns  SPD sensitive layer thickness
 244 }
 245
 246 //------------------------------
 247 void AliITSsegmentationSPD::Init(){
 248 // Initialize infromation for 6 read out chip 425X50 micron pixel SPD
 249 // detectors. This chip is 150 microns thick by 1.28 cm in x by 8.375 cm
 250 // long. It has 256  50 micron pixels in x and 197 mostly 425 micron size
 251 // pixels in z. The two pixels between each readout chip are 625 microns long.
 252
 253     //const Float_t kconv=10000.;
 254     Int_t i;
 255     fNpx = 256; // The number of X pixel Cell same as in fCellSizeX array size
 256     fNpz = 192; // The number of Z pixel Cell same as in fCellSizeZ array size
 257     for(i=0;i<fNpx;i++) fCellSizeX[i] = 50.0; // microns all the same
 258     for(i=0;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = ZpitchFromCol(i); // microns
 259 //    for(i=fNpz;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = 0.0; // zero out rest of array
 260     fDx = 0;
 261     for(i=0;i<fNpx;i++) fDx += fCellSizeX[i];
 262     fDz = 0;
 263     for(i=0;i<fNpz;i++) fDz += fCellSizeZ[i];
 264     fDy = 300.0; //microns  SPD sensitive layer thickness
 265     //printf(" AliITSsegmentationSPD - Init: fNpx fNpz fDx fDz %d %d %f %f\n",fNpx, fNpz, fDx, fDz);
 266
 267 }
 268 //------------------------------
 269 void AliITSsegmentationSPD::SetNPads(Int_t p1, Int_t p2){
 270   // for SPD this function should be used ONLY when a beam test setup
 271   // configuration is studied
 272
 273     fNpx=p1;
 274     fNpz=p2;
 275
 276 }
 277 //------------------------------
 278 void AliITSsegmentationSPD::SetDetSize(Float_t p1, Float_t p2, Float_t p3){
 279   // for SPD this function should be used ONLY when a beam test setup
 280   // configuration is studied
 281
 282     fDx=p1;
 283     fDz=p2;
 284     fDy=p3;
 285
 286 }
 287 //------------------------------
 288 Float_t AliITSsegmentationSPD::Dpx(Int_t i){
 289     //returs x pixel pitch for a give pixel
 290     if(i<0||i>=256) return 0.0;
 291     return fCellSizeX[i];
 292 }
 293 //------------------------------
 294 Float_t AliITSsegmentationSPD::Dpz(Int_t i){
 295     // returns z pixel pitch for a give pixel
 296     if(i<0||i>=280) return 0.0;
 297     return fCellSizeZ[i];
 298 }
 299 //------------------------------
 300 void AliITSsegmentationSPD::GetPadIxz(Float_t x,Float_t z,Int_t &ix,Int_t &iz){
 301 //  Returns pixel coordinates (ix,iz) for given real local coordinates (x,z)
 302 //
 303
 304     // expects x, z in microns
 305
 306     // same segmentation on x
 307     Float_t dpx=Dpx(0);
 308     ix = (Int_t)(x/dpx + 1);
 309     // different segmentation on z
 310     iz = (Int_t)(ColFromZ(z) + 1);
 311
 312
 313     if (iz >  fNpz) iz= fNpz;
 314     if (ix >  fNpx) ix= fNpx;
 315     /*
 316     if (iz < -fNpz) iz= -fNpz;
 317     if (ix < -fNpx) ix=-fNpx;
 318     */
 319 }
 320
 321 //------------------------------
 322 void AliITSsegmentationSPD::GetPadTxz(Float_t &x,Float_t &z){
 323 //  local transformation of real local coordinates (x,z)
 324 //
 325
 326     // expects x, z in microns
 327
 328     // same segmentation on x
 329     Float_t dpx=Dpx(0);
 330
 331     x /= dpx;
 332     z = ColFromZ(z);
 333
 334 }
 335 //------------------------------
 336 void AliITSsegmentationSPD::GetPadCxz(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t&z){
 337     // Transform from pixel to real local coordinates
 338
 339     // returns x, z in microns
 340
 341     Float_t dpx=Dpx(0);
 342
 343     x = (ix>0) ? Float_t(ix*dpx)-dpx/2. : Float_t(ix*dpx)+dpx/2.;
 344     z = ZFromCol(iz);
 345
 346
 347 }
 348 //------------------------------
 349 void AliITSsegmentationSPD::
 350 Neighbours(Int_t iX, Int_t iZ, Int_t* Nlist, Int_t Xlist[8], Int_t Zlist[8]){
 351   // returns the neighbouring pixels for use in Cluster Finders and the like.
 352   /*
 353     *Nlist=4;Xlist[0]=Xlist[1]=iX;Xlist[2]=iX-1;Xlist[3]=iX+1;
 354     Zlist[0]=iZ-1;Zlist[1]=iZ+1;Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
 355   */
 356
 357
 358     *Nlist=8;
 359     Xlist[0]=Xlist[1]=iX;
 360     Xlist[2]=iX-1;
 361     Xlist[3]=iX+1;
 362     Zlist[0]=iZ-1;
 363     Zlist[1]=iZ+1;
 364     Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
 365
 366    // Diagonal elements
 367     Xlist[4]=iX+1;
 368     Zlist[4]=iZ+1;
 369
 370     Xlist[5]=iX-1;
 371     Zlist[5]=iZ-1;
 372
 373     Xlist[6]=iX-1;
 374     Zlist[6]=iZ+1;
 375
 376     Xlist[7]=iX+1;
 377     Zlist[7]=iZ-1;
 378 }
 379 //______________________________________________________________________
 380 void AliITSsegmentationSPD::LocalToDet(Float_t x,Float_t z,Int_t &ix,Int_t &iz){
 381 // Transformation from Geant detector centered local coordinates (cm) to
 382 // Pixel cell numbers ix and iz.
 383 // Input:
 384 // Float_t   x        detector local coordinate x in cm with respect to the
 385 //                    center of the sensitive volume.
 386 // Float_t   z        detector local coordinate z in cm with respect to the
 387 //                    center of the sensitive volulme.
 388 // Output:
 389 // Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range 0<=ix<fNpx.
 390 // Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range 0<=iz<fNpz.
 391 //   A value of -1 for ix or iz indecates that this point is outside of the
 392 // detector segmentation as defined.
 393     Int_t i,j;
 394     Float_t dx,dz;
 395     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 396
 397     dx = -0.5*kconv*Dx();
 398     dz = -0.5*kconv*Dz();
 399     ix = -1;
 400     iz = -1;
 401     if(x<dx) return; // outside x range.
 402     if(z<dz) return; // outside z range.
 403     for(i=0;i<Npx();i++){
 404         dx += kconv*fCellSizeX[i];
 405         if(x<dx) break;
 406     } // end for i
 407     if(i>=Npx()) return; // outside x range.
 408     for(j=0;j<Npz();j++){
 409         dz += kconv*fCellSizeZ[j];
 410         if(z<dz) break;
 411     } // end for j
 412     if(j>=Npz()) return; // outside z range.
 413     ix = i;
 414     iz = j;
 415     return; // Found ix and iz, return.
 416 }
 417 //______________________________________________________________________
 418 void AliITSsegmentationSPD::DetToLocal(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t &z)
 419 {
 420 // Transformation from Detector cell coordiantes to Geant detector centerd
 421 // local coordinates (cm).
 422 // Input:
 423 // Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range 0<=ix<fNpx.
 424 // Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range 0<=iz<fNpz.
 425 // Output:
 426 // Float_t   x        detector local coordinate x in cm with respect to the
 427 //                    center of the sensitive volume.
 428 // Float_t   z        detector local coordinate z in cm with respect to the
 429 //                    center of the sensitive volulme.
 430 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -0.5*Dx()
 431 // or -0.5*Dz() is returned.
 432     Int_t i,j;
 433     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 434
 435     x = -0.5*kconv*Dx(); // default value.
 436     z = -0.5*kconv*Dz(); // default value.
 437     if(ix<0 || ix>=Npx()) return; // outside of detector
 438     if(iz<0 || iz>=Npz()) return; // outside of detctor
 439     for(i=0;i<ix;i++) x += kconv*fCellSizeX[i]; // sum up to cell ix-1
 440     x += 0.5*kconv*fCellSizeX[ix]; // add 1/2 of cell ix for center location.
 441     for(j=0;j<iz;j++) z += kconv*fCellSizeZ[j]; // sum up cell iz-1
 442     z += 0.5*kconv*fCellSizeZ[iz]; // add 1/2 of cell iz for center location.
 443     return; // Found x and z, return.
 444 }