Method Init updated. Default initialization provided
[u/mrichter/AliRoot.git] / ITS / AliITSsegmentationSPD.cxx
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2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
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4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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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 /* $Id:$ */
17 #include <TGeoManager.h>
18 #include <TGeoVolume.h>
19 #include <TGeoBBox.h>
20 #include "AliITSsegmentationSPD.h"
21 //#include "AliITSgeom.h"
22 //////////////////////////////////////////////////////
23 // Segmentation class for                           //
24 // pixels                                           //
25 //                                                  //
26 //////////////////////////////////////////////////////
27 ClassImp(AliITSsegmentationSPD)
28
29 //_____________________________________________________________________________
30   AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(Option_t *opt): AliITSsegmentation(),
31 fNpx(0),
32 fNpz(0){
33   // Default constructor
34
35   // Initialization to default values
36   Init();
37
38   // Initialization of detector dimensions from TGeo
39   if(strstr(opt,"TGeo")){
40     if(!gGeoManager){
41       AliError("Geometry is not initialized\n Using hardwired default values");
42       return;
43     }
44     TGeoVolume *v=NULL;
45     v = gGeoManager->GetVolume("ITSSPDlay1-sensor");
46     if(!v){
47       AliWarning("TGeo volume ITSSPDlay1-sensor not found (hint: use v11Hybrid geometry)\n Using hardwired default values");
48     }
49     else {
50       TGeoBBox *s=(TGeoBBox*)v->GetShape();
51       SetDetSize(s->GetDX()*20000.,s->GetDZ()*20000.,s->GetDY()*20000.);
52     }
53   }
54 }
55
56 //______________________________________________________________________
57 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(AliITSgeom *gm):
58 AliITSsegmentation(gm),
59 fNpx(0),
60 fNpz(0){
61   // Constructor
62    fCorr=0;
63    Init(); 
64 }
65
66 //_____________________________________________________________________________
67 Float_t AliITSsegmentationSPD::ColFromZ300(Float_t z) const {
68 // Get column number for each z-coordinate taking into account the 
69 // extra pixels in z direction assuming 300 micron sized pixels.
70      Float_t col = 0.0;
71      Float_t pitchz = 300.0;
72      col = Float_t (z/pitchz);
73      return col;
74 }
75 //_____________________________________________________________________________
76 Float_t AliITSsegmentationSPD::ZFromCol300(Int_t col) const {
77 // same comments as above
78 // Get z-coordinate for each colunm number
79   Float_t pitchz = 300.0;
80   Float_t z = 0.0;
81   z = (col+0.5)*pitchz;
82   return z;
83 }
84 //_____________________________________________________________________________
85 Float_t AliITSsegmentationSPD::ZpitchFromCol300(Int_t col) const {
86   // returns Z pixel pitch for 300 micron pixels.
87
88     col = 0; // done to remove unused variable warning.
89     return 300.0;
90 }
91 //_____________________________________________________________________________
92 Float_t AliITSsegmentationSPD::ColFromZ(Float_t z) const {
93     // hard-wired - keep it like this till we can parametrise 
94     // and get rid of AliITSgeomSPD425
95     // Get column number for each z-coordinate taking into account the 
96     // extra pixels in z direction 
97     Int_t i;
98     Float_t s,col;
99
100     if(z<0||z>fDz){
101         AliError(Form("z=%f outside of range 0.0<=z<fDz=%f",z,fDz));
102         return 0.0; // error
103     } // end if outsize of detector
104     s = 0.0;
105     i = -1;
106     while(z>s){
107         i++;
108         s += fCellSizeZ[i];
109     } // end while
110     s -= fCellSizeZ[i];
111     col = (Float_t) i + (z-s)/fCellSizeZ[i];
112     return col;
113
114 /*
115   Float_t col = 0;
116   Float_t pitchz = 425;
117   if( z < 13175) {
118     col = Float_t(z/pitchz);
119   } else if( z < 14425) {  
120     pitchz = 625;
121     col = 31 + (z - 13175)/pitchz;
122   } else if( z < 27175) {  
123     col = 33 + (z - 14425)/pitchz;
124   } else if( z < 28425) {  
125     pitchz = 625;
126     col = 63 + (z - 27175)/pitchz;
127   } else if( z < 41175) {  
128     col = 65 + (z - 28425)/pitchz;
129   } else if( z < 42425) {  
130     pitchz = 625;
131     col = 95 + (z - 41175)/pitchz;
132   } else if( z < 55175) {  
133     col = 97 + (z - 42425)/pitchz;
134   } else if( z < 56425) {  
135     pitchz = 625;
136     col = 127 + (z - 55175)/pitchz;
137   } else if( z < 69175) {  
138     col = 129 + (z - 56425)/pitchz;
139   } else if( z < 70425) {  
140     pitchz = 625;
141     col = 159 + (z - 69175)/pitchz;
142   } else if( z < 83600) {  
143     col = 161 + (z - 70425)/pitchz;
144   }   
145   return TMath::Abs(col);*/
146 }
147
148 //_____________________________________________________________________________
149 Float_t AliITSsegmentationSPD::ZFromCol(Int_t col) const {
150     // same comments as above
151     // Get z-coordinate for each colunm number
152     Int_t i;
153     Float_t z;
154
155     if(col<0||col>=fNpz){
156         AliError(Form("col=%d outside of range 0<=col<fNpZ=%d",col,fNpz));
157         return 0.0; // error
158     } // end if outsize of detector
159     z = 0.0;
160     for(i=0;i<col;i++) z += fCellSizeZ[i];
161     z += 0.5*fCellSizeZ[col];
162     return z;
163
164 /* 
165   Float_t pitchz = 425;
166   Float_t z = 0;
167   if( col >=0 && col <= 30 ) {  
168     z = (col + 0.5)*pitchz;    
169   } else if( col >= 31 && col <= 32) {  
170     pitchz = 625;
171     z = 13175 + (col -31 + 0.5)*pitchz;    
172   } else if( col >= 33 && col <= 62) {  
173     z = 14425 + (col -33 + 0.5)*pitchz;    
174   } else if( col >= 63 && col <= 64) {  
175     pitchz = 625;
176     z = 27175 + (col -63 + 0.5)*pitchz;    
177   } else if( col >= 65 && col <= 94) {  
178     z = 28425 + (col -65 + 0.5)*pitchz;    
179   } else if( col >= 95 && col <= 96) {  
180     pitchz = 625;
181     z = 41175 + (col -95 + 0.5)*pitchz;    
182   } else if( col >= 97 && col <= 126) {  
183     z = 42425 + (col -97 + 0.5)*pitchz;    
184   } else if( col >= 127 && col <= 128) {  
185     pitchz = 625;
186     z = 55175 + (col -127 + 0.5)*pitchz;    
187   } else if( col >= 129 && col <= 158) {  
188     z = 56425 + (col -129 + 0.5)*pitchz;    
189   } else if( col >= 159 && col <= 160) {  
190     pitchz = 625;
191     z = 69175 + (col -159 + 0.5)*pitchz;    
192   } else if( col >= 161 && col <= 191) {  
193     z = 70425 + (col -161 + 0.5)*pitchz;    
194   }
195
196   return z;*/
197 }
198 //______________________________________________________________________
199 Float_t AliITSsegmentationSPD::ZpitchFromCol(Int_t col) const {
200     // Get pitch size in z direction for each colunm
201
202    Float_t pitchz = 425.;
203     if(col < 0){
204         pitchz = 0.0;
205     } else if(col >=  31 && col <=  32) {
206         pitchz = 625.;
207     } else if(col >=  63 && col <=  64) {
208         pitchz = 625.;
209     } else if(col >=  95 && col <=  96) {
210         pitchz = 625.;
211     } else if(col >= 127 && col <= 128) {
212         pitchz = 625.;
213     } else if(col >= 159 && col <= 160) {
214         pitchz = 625.;
215     } else if(col>=192){
216         pitchz = 425.;
217     }
218     return pitchz;
219 }
220
221 //______________________________________________________________________
222 void AliITSsegmentationSPD::Copy(TObject &obj) const {
223   // protected method. copy this to obj
224   AliITSsegmentation::Copy(obj);
225   ((AliITSsegmentationSPD& ) obj).fNpx  = fNpx;
226   ((AliITSsegmentationSPD& ) obj).fNpz  = fNpz;
227   Int_t i;
228   for(i=0;i<256;i++) 
229          ((AliITSsegmentationSPD& ) obj).fCellSizeX[i] = fCellSizeX[i];
230   for(i=0;i<280;i++) 
231          ((AliITSsegmentationSPD& ) obj).fCellSizeZ[i] = fCellSizeZ[i];
232 }
233
234 //______________________________________________________________________
235 AliITSsegmentationSPD& AliITSsegmentationSPD::operator=(const AliITSsegmentationSPD &source){
236    // = operator
237    if(this==&source) return *this;
238    source.Copy(*this);
239    return *this;
240 }
241 //____________________________________________________________________________
242 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(const AliITSsegmentationSPD &source) :
243     AliITSsegmentation(source),
244 fNpx(0),
245 fNpz(0){
246   // copy constructor
247   source.Copy(*this);
248 }
249 //----------------------------------------------------------------------
250 void AliITSsegmentationSPD::SetBinSize(Float_t *x,Float_t *z){
251     // Fills the array of pixel sizes in x, microns
252     // The input array x must have 256 elements.
253     Int_t i;
254
255     for(i=0;i<256;i++) fCellSizeX[i] = x[i];
256     for(i=0;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = z[i];
257     return;
258 }
259 //----------------------------------------------------------------------
260 void AliITSsegmentationSPD::Init300(){
261 // Initialize infromation for 6 read out chip 300X50 micron pixel SPD 
262 // detectors. This chip is 150 microns thick by 1.28 cm in x by 8.37 cm
263 // long. It has 256  50 micron pixels in x and 279 300 micron size
264 // pixels in z.
265
266     //const Float_t kconv=10000.;
267     Int_t i;
268     fNpx = 256; // The number of X pixel Cell same as in fCellSizeX array size
269     fNpz = 279; // The number of Z pixel Cell same as in fCellSizeZ array size
270     for(i=0;i<fNpx;i++) fCellSizeX[i] = 50.0; // microns all the same
271     for(i=0;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = ZpitchFromCol300(i); // microns
272 //    for(i=fNpz;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = 0.0; // zero out rest of array
273     fDx = 0;
274     for(i=0;i<fNpx;i++) fDx += fCellSizeX[i];
275     fDz = 0;
276     for(i=0;i<fNpz;i++) fDz += fCellSizeZ[i];
277     fDy = 300.0; //microns  SPD sensitive layer thickness
278 }
279
280 //------------------------------
281 void AliITSsegmentationSPD::Init(){
282   // Initialize infromation for 6 read out chip 425X50 micron pixel SPD 
283   // detectors. This chip is 150 microns thick by 1.28 cm in x by 8.375 cm
284   // long. It has 256  50 micron pixels in x and 197 mostly 425 micron size
285   // pixels in z. The two pixels between each readout chip are 625 microns long.
286
287   Float_t bx[256],bz[280];
288   Int_t i;
289   SetNPads(256,160);  // Number of Bins in x and z
290   for(i=000;i<256;i++) bx[i] =  50.0; // in x all are 50 microns.
291   for(i=000;i<160;i++) bz[i] = 425.0; // most are 425 microns except below
292   for(i=160;i<280;i++) bz[i] =   0.0; // Outside of detector.
293   bz[ 31] = bz[ 32] = 625.0; // first chip boundary
294   bz[ 63] = bz[ 64] = 625.0; // first chip boundary
295   bz[ 95] = bz[ 96] = 625.0; // first chip boundary
296   bz[127] = bz[128] = 625.0; // first chip boundary
297   bz[160] = 425.0; // Set so that there is no zero pixel size for fNz.
298   SetBinSize(bx,bz); 
299   SetDetSize(12800,69600,200);  // full lengths (x,z,y) in microns 
300
301 }
302 //------------------------------
303 void AliITSsegmentationSPD::SetNPads(Int_t p1, Int_t p2){
304   // for SPD this function should be used ONLY when a beam test setup 
305   // configuration is studied
306
307     fNpx=p1;
308     fNpz=p2;
309
310 }
311
312 //------------------------------
313 Float_t AliITSsegmentationSPD::Dpx(Int_t i) const {
314     //returs x pixel pitch for a give pixel
315     if(i<0||i>=256) return 0.0;
316     return fCellSizeX[i];
317 }
318 //------------------------------
319 Float_t AliITSsegmentationSPD::Dpz(Int_t i) const {
320     // returns z pixel pitch for a give pixel
321     if(i<0||i>=280) return 0.0;
322     return fCellSizeZ[i];
323 }
324 //------------------------------
325 void AliITSsegmentationSPD::GetPadIxz(Float_t x,Float_t z,Int_t &ix,Int_t &iz) const {
326 //  Returns pixel coordinates (ix,iz) for given 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     ix = (Int_t)(x/dpx + 1);
334     // different segmentation on z
335     iz = (Int_t)(ColFromZ(z) + 1);
336
337
338     if (iz >  fNpz) iz= fNpz;
339     if (ix >  fNpx) ix= fNpx;
340     /*
341     if (iz < -fNpz) iz= -fNpz;
342     if (ix < -fNpx) ix=-fNpx;
343     */
344 }
345
346 //------------------------------
347 void AliITSsegmentationSPD::GetPadTxz(Float_t &x,Float_t &z) const{
348 //  local transformation of real local coordinates (x,z)
349 //
350
351     // expects x, z in microns
352
353     // same segmentation on x
354     Float_t dpx=Dpx(0);
355
356     x /= dpx;
357     z = ColFromZ(z);
358
359 }
360 //------------------------------
361 void AliITSsegmentationSPD::GetPadCxz(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t&z) const {
362     // Transform from pixel to real local coordinates
363
364     // returns x, z in microns
365
366     Float_t dpx=Dpx(0);
367
368     x = (ix>0) ? Float_t(ix*dpx)-dpx/2. : Float_t(ix*dpx)+dpx/2.;
369     z = ZFromCol(iz);
370
371
372 }
373 //------------------------------
374 void AliITSsegmentationSPD::
375 Neighbours(Int_t iX, Int_t iZ, Int_t* Nlist, Int_t Xlist[8], Int_t Zlist[8]) const {
376   // returns the neighbouring pixels for use in Cluster Finders and the like.
377   /*
378     *Nlist=4;Xlist[0]=Xlist[1]=iX;Xlist[2]=iX-1;Xlist[3]=iX+1;
379     Zlist[0]=iZ-1;Zlist[1]=iZ+1;Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
380   */
381
382
383     *Nlist=8;
384     Xlist[0]=Xlist[1]=iX;
385     Xlist[2]=iX-1;
386     Xlist[3]=iX+1;
387     Zlist[0]=iZ-1;
388     Zlist[1]=iZ+1;
389     Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
390
391    // Diagonal elements
392     Xlist[4]=iX+1;
393     Zlist[4]=iZ+1;
394
395     Xlist[5]=iX-1;
396     Zlist[5]=iZ-1;
397
398     Xlist[6]=iX-1;
399     Zlist[6]=iZ+1;
400
401     Xlist[7]=iX+1;
402     Zlist[7]=iZ-1;
403 }
404 //______________________________________________________________________
405 Bool_t AliITSsegmentationSPD::LocalToDet(Float_t x,Float_t z,
406                                          Int_t &ix,Int_t &iz) const {
407     // Transformation from Geant detector centered local coordinates (cm) to
408     // Pixel cell numbers ix and iz.
409     // Input:
410     //    Float_t   x        detector local coordinate x in cm with respect to
411     //                       the center of the sensitive volume.
412     //    Float_t   z        detector local coordinate z in cm with respect to
413     //                       the center of the sensitive volulme.
414     // Output:
415     //    Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range 
416     //                       0<=ix<fNpx.
417     //    Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range 
418     //                       0<=iz<fNpz.
419     // Return:
420     //   kTRUE if point x,z is inside sensitive volume, kFALSE otherwise.
421     //   A value of -1 for ix or iz indecates that this point is outside of the
422     //   detector segmentation as defined.
423     Int_t i,j;
424     Float_t dx,dz;
425     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
426
427     dx = -0.5*kconv*Dx();
428     dz = -0.5*kconv*Dz();
429     ix = -1;
430     iz = -1;
431     if(x<dx) return kFALSE; // outside x range.
432     if(z<dz) return kFALSE; // outside z range.
433     for(i=0;i<Npx();i++){
434         dx += kconv*fCellSizeX[i];
435         if(x<dx) break;
436     } // end for i
437     if(i>=Npx()) return kFALSE; // outside x range.
438     for(j=0;j<Npz();j++){
439         dz += kconv*fCellSizeZ[j];
440         if(z<dz) break;
441     } // end for j
442     if(j>=Npz()) return kFALSE; // outside z range.
443     ix = i;
444     iz = j;
445     return kTRUE; // Found ix and iz, return.
446 }
447 //______________________________________________________________________
448 void AliITSsegmentationSPD::DetToLocal(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t &z) const
449 {
450 // Transformation from Detector cell coordiantes to Geant detector centerd 
451 // local coordinates (cm).
452 // Input:
453 // Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range 0<=ix<fNpx.
454 // Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range 0<=iz<fNpz.
455 // Output:
456 // Float_t   x        detector local coordinate x in cm with respect to the
457 //                    center of the sensitive volume.
458 // Float_t   z        detector local coordinate z in cm with respect to the
459 //                    center of the sensitive volulme.
460 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -0.5*Dx()
461 // or -0.5*Dz() is returned.
462     Int_t i,j;
463     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
464
465     x = -0.5*kconv*Dx(); // default value.
466     z = -0.5*kconv*Dz(); // default value.
467     if(ix<0 || ix>=Npx()) return; // outside of detector
468     if(iz<0 || iz>=Npz()) return; // outside of detctor
469     for(i=0;i<ix;i++) x += kconv*fCellSizeX[i]; // sum up to cell ix-1
470     x += 0.5*kconv*fCellSizeX[ix]; // add 1/2 of cell ix for center location.
471     for(j=0;j<iz;j++) z += kconv*fCellSizeZ[j]; // sum up cell iz-1
472     z += 0.5*kconv*fCellSizeZ[iz]; // add 1/2 of cell iz for center location.
473     return; // Found x and z, return.
474 }
475 //______________________________________________________________________
476 void AliITSsegmentationSPD::CellBoundries(Int_t ix,Int_t iz,
477                                           Double_t &xl,Double_t &xu,
478                                           Double_t &zl,Double_t &zu) const
479 {
480 // Transformation from Detector cell coordiantes to Geant detector centerd 
481 // local coordinates (cm).
482 // Input:
483 // Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range 0<=ix<fNpx.
484 // Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range 0<=iz<fNpz.
485 // Output:
486 // Double_t   xl       detector local coordinate cell lower bounds x in cm
487 //                    with respect to the center of the sensitive volume.
488 // Double_t   xu       detector local coordinate cell upper bounds x in cm 
489 //                    with respect to the center of the sensitive volume.
490 // Double_t   zl       detector local coordinate lower bounds z in cm with
491 //                    respect to the center of the sensitive volulme.
492 // Double_t   zu       detector local coordinate upper bounds z in cm with 
493 //                    respect to the center of the sensitive volulme.
494 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -0.5*Dx()
495 // and -0.5*Dx() or -0.5*Dz() and -0.5*Dz() are returned.
496     Int_t i,j;
497     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
498     Float_t x,z;
499
500     xl = xu = x = -0.5*kconv*Dx(); // default value.
501     zl = zu = z = -0.5*kconv*Dz(); // default value.
502     if(ix<0 || ix>=Npx()) return; // outside of detector
503     if(iz<0 || iz>=Npz()) return; // outside of detctor
504     for(i=0;i<ix;i++) x += kconv*fCellSizeX[i]; // sum up to cell ix-1
505     xl = x;
506     x += kconv*fCellSizeX[ix];
507     xu = x;
508     for(j=0;j<iz;j++) z += kconv*fCellSizeZ[j]; // sum up cell iz-1
509     zl = z;
510     z += kconv*fCellSizeZ[iz];
511     zu = z;
512     return; // Found x and z, return.
513 }