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         Error("ColFromZ","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         Error("ZFromCol","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 fNpx(0),
 193 fNpz(0){
 194   // Constructor
 195    fCorr=0;
 196    Init();
 197    fGeom = gm;
 198
 199 }
 200 //______________________________________________________________________
 201 void AliITSsegmentationSPD::Copy(TObject &obj) const {
 202   // protected method. copy this to obj
 203   AliITSsegmentation::Copy(obj);
 204   ((AliITSsegmentationSPD& ) obj).fNpx  = fNpx;
 205   ((AliITSsegmentationSPD& ) obj).fNpz  = fNpz;
 206   Int_t i;
 207   for(i=0;i<256;i++)
 208          ((AliITSsegmentationSPD& ) obj).fCellSizeX[i] = fCellSizeX[i];
 209   for(i=0;i<280;i++)
 210          ((AliITSsegmentationSPD& ) obj).fCellSizeZ[i] = fCellSizeZ[i];
 211 }
 212
 213 //______________________________________________________________________
 214 AliITSsegmentationSPD& AliITSsegmentationSPD::operator=(const AliITSsegmentationSPD &source){
 215    // = operator
 216    if(this==&source) return *this;
 217    source.Copy(*this);
 218    return *this;
 219 }
 220 //____________________________________________________________________________
 221 AliITSsegmentationSPD::AliITSsegmentationSPD(const AliITSsegmentationSPD &source) :
 222     AliITSsegmentation(source),
 223 fNpx(0),
 224 fNpz(0){
 225   // copy constructor
 226   source.Copy(*this);
 227 }
 228 //----------------------------------------------------------------------
 229 void AliITSsegmentationSPD::SetBinSize(Float_t *x,Float_t *z){
 230     // Fills the array of pixel sizes in x, microns
 231     // The input array x must have 256 elements.
 232     Int_t i;
 233
 234     for(i=0;i<256;i++) fCellSizeX[i] = x[i];
 235     for(i=0;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = z[i];
 236     return;
 237 }
 238 //----------------------------------------------------------------------
 239 void AliITSsegmentationSPD::Init300(){
 240 // Initialize infromation for 6 read out chip 300X50 micron pixel SPD
 241 // detectors. This chip is 150 microns thick by 1.28 cm in x by 8.37 cm
 242 // long. It has 256  50 micron pixels in x and 279 300 micron size
 243 // pixels in z.
 244
 245     //const Float_t kconv=10000.;
 246     Int_t i;
 247     fNpx = 256; // The number of X pixel Cell same as in fCellSizeX array size
 248     fNpz = 279; // The number of Z pixel Cell same as in fCellSizeZ array size
 249     for(i=0;i<fNpx;i++) fCellSizeX[i] = 50.0; // microns all the same
 250     for(i=0;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = ZpitchFromCol300(i); // microns
 251 //    for(i=fNpz;i<280;i++) fCellSizeZ[i] = 0.0; // zero out rest of array
 252     fDx = 0;
 253     for(i=0;i<fNpx;i++) fDx += fCellSizeX[i];
 254     fDz = 0;
 255     for(i=0;i<fNpz;i++) fDz += fCellSizeZ[i];
 256     fDy = 300.0; //microns  SPD sensitive layer thickness
 257 }
 258
 259 //------------------------------
 260 void AliITSsegmentationSPD::Init(){
 261 // Initialize infromation for 6 read out chip 425X50 micron pixel SPD
 262 // detectors. This chip is 150 microns thick by 1.28 cm in x by 8.375 cm
 263 // long. It has 256  50 micron pixels in x and 197 mostly 425 micron size
 264 // pixels in z. The two pixels between each readout chip are 625 microns long.
 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 = 192; // 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] = ZpitchFromCol(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     //printf(" AliITSsegmentationSPD - Init: fNpx fNpz fDx fDz %d %d %f %f\n",fNpx, fNpz, fDx, fDz);
 279
 280 }
 281 //------------------------------
 282 void AliITSsegmentationSPD::SetNPads(Int_t p1, Int_t p2){
 283   // for SPD this function should be used ONLY when a beam test setup
 284   // configuration is studied
 285
 286     fNpx=p1;
 287     fNpz=p2;
 288
 289 }
 290
 291 //------------------------------
 292 Float_t AliITSsegmentationSPD::Dpx(Int_t i) const {
 293     //returs x pixel pitch for a give pixel
 294     if(i<0||i>=256) return 0.0;
 295     return fCellSizeX[i];
 296 }
 297 //------------------------------
 298 Float_t AliITSsegmentationSPD::Dpz(Int_t i) const {
 299     // returns z pixel pitch for a give pixel
 300     if(i<0||i>=280) return 0.0;
 301     return fCellSizeZ[i];
 302 }
 303 //------------------------------
 304 void AliITSsegmentationSPD::GetPadIxz(Float_t x,Float_t z,Int_t &ix,Int_t &iz) const {
 305 //  Returns pixel coordinates (ix,iz) for given real local coordinates (x,z)
 306 //
 307
 308     // expects x, z in microns
 309
 310     // same segmentation on x
 311     Float_t dpx=Dpx(0);
 312     ix = (Int_t)(x/dpx + 1);
 313     // different segmentation on z
 314     iz = (Int_t)(ColFromZ(z) + 1);
 315
 316
 317     if (iz >  fNpz) iz= fNpz;
 318     if (ix >  fNpx) ix= fNpx;
 319     /*
 320     if (iz < -fNpz) iz= -fNpz;
 321     if (ix < -fNpx) ix=-fNpx;
 322     */
 323 }
 324
 325 //------------------------------
 326 void AliITSsegmentationSPD::GetPadTxz(Float_t &x,Float_t &z) const{
 327 //  local transformation of real local coordinates (x,z)
 328 //
 329
 330     // expects x, z in microns
 331
 332     // same segmentation on x
 333     Float_t dpx=Dpx(0);
 334
 335     x /= dpx;
 336     z = ColFromZ(z);
 337
 338 }
 339 //------------------------------
 340 void AliITSsegmentationSPD::GetPadCxz(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t&z) const {
 341     // Transform from pixel to real local coordinates
 342
 343     // returns x, z in microns
 344
 345     Float_t dpx=Dpx(0);
 346
 347     x = (ix>0) ? Float_t(ix*dpx)-dpx/2. : Float_t(ix*dpx)+dpx/2.;
 348     z = ZFromCol(iz);
 349
 350
 351 }
 352 //------------------------------
 353 void AliITSsegmentationSPD::
 354 Neighbours(Int_t iX, Int_t iZ, Int_t* Nlist, Int_t Xlist[8], Int_t Zlist[8]) const {
 355   // returns the neighbouring pixels for use in Cluster Finders and the like.
 356   /*
 357     *Nlist=4;Xlist[0]=Xlist[1]=iX;Xlist[2]=iX-1;Xlist[3]=iX+1;
 358     Zlist[0]=iZ-1;Zlist[1]=iZ+1;Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
 359   */
 360
 361
 362     *Nlist=8;
 363     Xlist[0]=Xlist[1]=iX;
 364     Xlist[2]=iX-1;
 365     Xlist[3]=iX+1;
 366     Zlist[0]=iZ-1;
 367     Zlist[1]=iZ+1;
 368     Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
 369
 370    // Diagonal elements
 371     Xlist[4]=iX+1;
 372     Zlist[4]=iZ+1;
 373
 374     Xlist[5]=iX-1;
 375     Zlist[5]=iZ-1;
 376
 377     Xlist[6]=iX-1;
 378     Zlist[6]=iZ+1;
 379
 380     Xlist[7]=iX+1;
 381     Zlist[7]=iZ-1;
 382 }
 383 //______________________________________________________________________
 384 Bool_t AliITSsegmentationSPD::LocalToDet(Float_t x,Float_t z,
 385                                          Int_t &ix,Int_t &iz) const {
 386     // Transformation from Geant detector centered local coordinates (cm) to
 387     // Pixel cell numbers ix and iz.
 388     // Input:
 389     //    Float_t   x        detector local coordinate x in cm with respect to
 390     //                       the center of the sensitive volume.
 391     //    Float_t   z        detector local coordinate z in cm with respect to
 392     //                       the center of the sensitive volulme.
 393     // Output:
 394     //    Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range
 395     //                       0<=ix<fNpx.
 396     //    Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range
 397     //                       0<=iz<fNpz.
 398     // Return:
 399     //   kTRUE if point x,z is inside sensitive volume, kFALSE otherwise.
 400     //   A value of -1 for ix or iz indecates that this point is outside of the
 401     //   detector segmentation as defined.
 402     Int_t i,j;
 403     Float_t dx,dz;
 404     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 405
 406     dx = -0.5*kconv*Dx();
 407     dz = -0.5*kconv*Dz();
 408     ix = -1;
 409     iz = -1;
 410     if(x<dx) return kFALSE; // outside x range.
 411     if(z<dz) return kFALSE; // outside z range.
 412     for(i=0;i<Npx();i++){
 413         dx += kconv*fCellSizeX[i];
 414         if(x<dx) break;
 415     } // end for i
 416     if(i>=Npx()) return kFALSE; // outside x range.
 417     for(j=0;j<Npz();j++){
 418         dz += kconv*fCellSizeZ[j];
 419         if(z<dz) break;
 420     } // end for j
 421     if(j>=Npz()) return kFALSE; // outside z range.
 422     ix = i;
 423     iz = j;
 424     return kTRUE; // Found ix and iz, return.
 425 }
 426 //______________________________________________________________________
 427 void AliITSsegmentationSPD::DetToLocal(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t &z) const
 428 {
 429 // Transformation from Detector cell coordiantes to Geant detector centerd
 430 // local coordinates (cm).
 431 // Input:
 432 // Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range 0<=ix<fNpx.
 433 // Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range 0<=iz<fNpz.
 434 // Output:
 435 // Float_t   x        detector local coordinate x in cm with respect to the
 436 //                    center of the sensitive volume.
 437 // Float_t   z        detector local coordinate z in cm with respect to the
 438 //                    center of the sensitive volulme.
 439 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -0.5*Dx()
 440 // or -0.5*Dz() is returned.
 441     Int_t i,j;
 442     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 443
 444     x = -0.5*kconv*Dx(); // default value.
 445     z = -0.5*kconv*Dz(); // default value.
 446     if(ix<0 || ix>=Npx()) return; // outside of detector
 447     if(iz<0 || iz>=Npz()) return; // outside of detctor
 448     for(i=0;i<ix;i++) x += kconv*fCellSizeX[i]; // sum up to cell ix-1
 449     x += 0.5*kconv*fCellSizeX[ix]; // add 1/2 of cell ix for center location.
 450     for(j=0;j<iz;j++) z += kconv*fCellSizeZ[j]; // sum up cell iz-1
 451     z += 0.5*kconv*fCellSizeZ[iz]; // add 1/2 of cell iz for center location.
 452     return; // Found x and z, return.
 453 }
 454 //______________________________________________________________________
 455 void AliITSsegmentationSPD::CellBoundries(Int_t ix,Int_t iz,
 456                                           Double_t &xl,Double_t &xu,
 457                                           Double_t &zl,Double_t &zu) const
 458 {
 459 // Transformation from Detector cell coordiantes to Geant detector centerd
 460 // local coordinates (cm).
 461 // Input:
 462 // Int_t    ix        detector x cell coordinate. Has the range 0<=ix<fNpx.
 463 // Int_t    iz        detector z cell coordinate. Has the range 0<=iz<fNpz.
 464 // Output:
 465 // Double_t   xl       detector local coordinate cell lower bounds x in cm
 466 //                    with respect to the center of the sensitive volume.
 467 // Double_t   xu       detector local coordinate cell upper bounds x in cm
 468 //                    with respect to the center of the sensitive volume.
 469 // Double_t   zl       detector local coordinate lower bounds z in cm with
 470 //                    respect to the center of the sensitive volulme.
 471 // Double_t   zu       detector local coordinate upper bounds z in cm with
 472 //                    respect to the center of the sensitive volulme.
 473 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -0.5*Dx()
 474 // and -0.5*Dx() or -0.5*Dz() and -0.5*Dz() are returned.
 475     Int_t i,j;
 476     const Float_t kconv = 1.0E-04; // converts microns to cm.
 477     Float_t x,z;
 478
 479     xl = xu = x = -0.5*kconv*Dx(); // default value.
 480     zl = zu = z = -0.5*kconv*Dz(); // default value.
 481     if(ix<0 || ix>=Npx()) return; // outside of detector
 482     if(iz<0 || iz>=Npz()) return; // outside of detctor
 483     for(i=0;i<ix;i++) x += kconv*fCellSizeX[i]; // sum up to cell ix-1
 484     xl = x;
 485     x += kconv*fCellSizeX[ix];
 486     xu = x;
 487     for(j=0;j<iz;j++) z += kconv*fCellSizeZ[j]; // sum up cell iz-1
 488     zl = z;
 489     z += kconv*fCellSizeZ[iz];
 490     zu = z;
 491     return; // Found x and z, return.
 492 }