Made the changes nessesary to allow for different segmentations of the SPD.
[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 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 = 0.0;
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++) fCellSizeX[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 }