Correct treatment of tracks with pT<pTmin
[u/mrichter/AliRoot.git] / ITS / AliITSsegmentationSSD.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 /* $Id$ */
17
18 #include <Riostream.h>
19 #include <TMath.h>
20 #include <TGeoManager.h>
21 #include <TGeoVolume.h>
22 #include <TGeoBBox.h>
23 #include "AliITSsegmentationSSD.h"
24
25 //////////////////////////////////////////////////////
26 // Segmentation class for                           //
27 // silicon strips                                   //
28 //                                                  //
29 //////////////////////////////////////////////////////
30 const Float_t AliITSsegmentationSSD::fgkDxDefault = 73000.;
31 const Float_t AliITSsegmentationSSD::fgkDzDefault = 40000.;
32 const Float_t AliITSsegmentationSSD::fgkDyDefault = 300.;
33 const Float_t AliITSsegmentationSSD::fgkPitchDefault = 95.;
34 const Int_t AliITSsegmentationSSD::fgkNstripsDefault = 768;
35 const Int_t AliITSsegmentationSSD::fgkNchipsPerSide = 6;
36 const Int_t AliITSsegmentationSSD::fgkNstripsPerChip = 128;
37
38 using std::endl;
39 using std::cout;
40 ClassImp(AliITSsegmentationSSD)
41
42 AliITSsegmentationSSD::AliITSsegmentationSSD(Option_t *opt): AliITSsegmentation(),
43 fNstrips(0),
44 fStereoP(0),
45 fStereoN(0),
46 fPitch(0),
47 fLayer(0){
48     // default constructor
49   SetDetSize(fgkDxDefault,fgkDzDefault,fgkDyDefault);
50   SetPadSize(fgkPitchDefault,0.);
51   SetNPads(fgkNstripsDefault,0);
52   SetAngles();
53   if(strstr(opt,"TGeo")){
54     if(!gGeoManager){
55       AliError("Geometry is not initialized\n");
56       return;
57     }
58     TGeoVolume *v=NULL;
59     v = gGeoManager->GetVolume("ITSssdSensitivL5");
60     if(!v){
61       AliWarning("TGeo volumeITSssdSensitivL5  not found (hint: use v11Hybrid geometry)\n Using hardwired default values"); 
62     }
63     else {
64       TGeoBBox *s=(TGeoBBox*)v->GetShape();
65       SetDetSize(s->GetDX()*20000.,s->GetDZ()*20000.,s->GetDY()*20000.);
66     }
67   }
68 }
69
70 //______________________________________________________________________
71 void AliITSsegmentationSSD::Copy(TObject &obj) const {
72   // protected method. copy this to obj
73   AliITSsegmentation::Copy(obj);
74   ((AliITSsegmentationSSD& ) obj).Clear();
75   ((AliITSsegmentationSSD& ) obj).fNstrips = fNstrips;
76   ((AliITSsegmentationSSD& ) obj).fStereoP = fStereoP;
77   ((AliITSsegmentationSSD& ) obj).fStereoN = fStereoN;
78   ((AliITSsegmentationSSD& ) obj).fLayer   = fLayer;
79   ((AliITSsegmentationSSD& ) obj).fPitch   = fPitch;
80   ((AliITSsegmentationSSD& ) obj).fLayer   = fLayer;
81  
82 }
83
84 //______________________________________________________________________
85 AliITSsegmentationSSD& AliITSsegmentationSSD::operator=(
86                         const AliITSsegmentationSSD &source){
87 // Operator =
88   if(this != &source){
89     source.Copy(*this);
90   }
91   return *this;
92 }
93 //______________________________________________________________________
94 AliITSsegmentationSSD::AliITSsegmentationSSD(const AliITSsegmentationSSD &source):
95     AliITSsegmentation(source),
96 fNstrips(0),
97 fStereoP(0),
98 fStereoN(0),
99 fPitch(0),
100 fLayer(0){
101     // copy constructor
102   source.Copy(*this);
103 }
104 //----------------------------------------------------------------------
105 void AliITSsegmentationSSD::Init(){
106     // standard initalizer
107
108     SetPadSize(fgkPitchDefault,0.);
109     SetNPads(fgkNstripsDefault,0);
110     SetAngles();
111 }
112 //----------------------------------------------------------------------
113 void AliITSsegmentationSSD::Angles(Float_t &aP,Float_t &aN) const{
114   // P and N side stereo angles
115   aP = fStereoP;
116   aN = fStereoN;
117 }
118 //----------------------------------------------------------------------
119 void AliITSsegmentationSSD::SetLayer(Int_t l){
120   //set fLayer data member (only 5 or 6 are allowed)
121     if (l==5) fLayer =5;
122     else if (l==6) fLayer =6;
123     else AliError(Form("Layer can be 5 or 6, not %d",l));
124 }
125 //----------------------------------------------------------------------
126 void AliITSsegmentationSSD::GetPadTxz(Float_t &x,Float_t &z) const{
127     // returns P and N sided strip numbers for a given location.
128     // Transformation from microns detector center local coordinates
129     // to detector P and N side strip numbers..
130     /*                       _-  Z
131                     + angle /    ^
132         fNstrips           v     |   N-Side        ...0
133             \-------/------------|-----------\--------\
134             |\\\\\\/////////////.|\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
135             |0\\\\/////////////..|.\\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
136             |00\\/////////////...|..\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
137        X <--|000/////////////... |...\\\\\\\\\\\\\\\\\|
138             |00/////////////...  | ...\\\\\\\\\\\\\\\\|
139             |0/////////////...   |  ...\\\\\\\\\\\\\\\|
140             |//////////////...   |  ...\\\\\\\\\\\\\\\|
141             /-----\--------------|--------------------/
142         fNstrips-1             P-Side              ...0
143                      |0\
144                      |00\
145         Dead region: |000/
146                      |00/
147                      |0/
148     // expects x, z in cm
149     */
150
151   /*
152     Float_t stereoP, stereoN;
153     Angles(stereoP,stereoN);
154     Float_t tanP = TMath::Tan(stereoP);
155     Float_t tanN = TMath::Tan(-stereoN);
156     Float_t x1 = x;
157     Float_t z1 = z;
158     x1 += fDx/2;
159     z1 += fDz/2;
160     x   = (x1 - z1*tanP)/fPitch;
161     z   = (x1 - tanN*(z1 - fDz))/fPitch;
162   */
163
164   Float_t tP=0;
165   Float_t tN=0;
166   if(fLayer==5) {
167     tP = 105.26*x - 0.7895*z + 382.000; //- 0.79*z + 381.89;
168     tN = tP + 3.684*z - 4; 
169   }
170   else if(fLayer==6) {
171     tP = -105.26*x - 0.7895*z + 385.000; //- 0.79*z + 384.66;
172     tN = tP + 3.684*z + 4;
173   }
174   else AliError("Layer can be 5 or 6");
175
176   x=tP;
177   z=tN;
178
179 }
180 //----------------------------------------------------------------------
181 void AliITSsegmentationSSD::GetPadIxz(Float_t x,Float_t z,Int_t &iP,Int_t &iN) const {
182   // returns P and N sided strip numbers for a given location.
183   // expects x, z in cm
184
185   GetPadTxz(x,z);
186   iP = Int_t(x+0.5);
187   iN = Int_t(z+0.5);
188 }
189 //-------------------------------------------------------
190 void AliITSsegmentationSSD::GetPadCxz(Float_t iP,Float_t iN,Float_t &x,Float_t &z) const {
191     // actually this is the GetCrossing(Float_t &,Float_t &)
192     // returns local x, z  in cm 
193   const Float_t kStartXzero=3.64325;
194   const Float_t kDeltaXzero5or6=0.02239;
195   const Float_t kDeltaZ5to6=7.6/7.0;
196
197   z = 1.9*(iN-iP)/7.0;
198   x = kStartXzero-(285*iN + 1045*iP)/140000.0;
199
200   if (fLayer==5){
201     z += kDeltaZ5to6;
202     x = -x + kDeltaXzero5or6;
203   }
204   else if (fLayer==6) {
205     z -= kDeltaZ5to6;
206     x += kDeltaXzero5or6;
207   }
208   else {
209     AliWarning("Layer shoudl be 5 or 6");
210     x = -99999;
211     z = -99999;
212   }
213 }
214 //______________________________________________________________________
215 Bool_t AliITSsegmentationSSD::LocalToDet(Float_t x,Float_t z,
216                                        Int_t &iP,Int_t &iN) const {
217     // Transformation from Geant cm detector center local coordinates
218     // to detector P and N side strip numbers..
219     /*                       _-  Z
220                     + angle /    ^
221         fNstrips           v     |   N-Side        ...0
222             \-------/------------|-----------\--------\
223             |\\\\\\/////////////.|\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
224             |0\\\\/////////////..|.\\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
225             |00\\/////////////...|..\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
226        X <--|000/////////////... |...\\\\\\\\\\\\\\\\\|
227             |00/////////////...  | ...\\\\\\\\\\\\\\\\|
228             |0/////////////...   |  ...\\\\\\\\\\\\\\\|
229             |//////////////...   |  ...\\\\\\\\\\\\\\\|
230             /-----\--------------|--------------------/
231         fNstrips-1             P-Side              ...0
232                      |0\
233                      |00\
234         Dead region: |000/
235                      |00/
236                      |0/
237     */
238   Float_t dx,dz;
239   const Double_t kconst = 1.0E-04; // convert microns to cm.
240   dx = 0.5*kconst*Dx();
241   dz = 0.5*kconst*Dz();
242   if( (x<-dx) || (x>dx) ) { 
243     iP=-1; 
244     AliWarning(Form("Input argument %f out of range (%f, %f)",x,dx,-dx));
245     return kFALSE; // outside of defined volume.
246   } // outside x range.
247   if( (z<-dz) || (z>dz) ) { 
248     iN=-1; 
249     AliWarning(Form("Input argument %f out of range (%f, %f)",z,dz,-dz));
250     return kFALSE; // outside of defined volume.
251   }
252   
253   //x /= kconst;  // convert to microns
254   //z /= kconst;  // convert to microns
255   this->GetPadTxz(x,z);
256   
257   // first for P side
258   iP = (Int_t) x;
259   if(iP<0 || iP>=fNstrips) iP=-1; // strip number must be in range.
260   // Now for N side)
261   iN = (Int_t) z;
262   if(iN<0 || iN>=fNstrips) iN=-1; // strip number must be in range.
263   return kTRUE;
264 }
265 //----------------------------------------------------------------------
266 void AliITSsegmentationSSD::DetToLocal(Int_t ix,Int_t iPN,
267                                        Float_t &x,Float_t &z) const{
268     // Transformation from detector segmentation/cell coordiantes starting
269     // from 0. iPN=0 for P side and 1 for N side strip. Returned is z=0.0
270     // and the corresponding x value..
271     /*                       _-  Z
272                     + angle /    ^
273         fNstrips           v     |   N-Side        ...0
274             \-------/------------|-----------\--------\
275             |\\\\\\/////////////.|\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
276             |0\\\\/////////////..|.\\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
277             |00\\/////////////...|..\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
278        X <--|000/////////////... |...\\\\\\\\\\\\\\\\\|
279             |00/////////////...  | ...\\\\\\\\\\\\\\\\|
280             |0/////////////...   |  ...\\\\\\\\\\\\\\\|
281             |//////////////...   |  ...\\\\\\\\\\\\\\\|
282             /-----\--------------|--------------------/
283         fNstrips-1             P-Side              ...0
284                      |0\
285                      |00\
286         Dead region: |000/
287                      |00/
288                      |0/
289     */
290     // for strips p-side
291     // x = a + b + z*tan(fStereoP); a = Dpx(iP)*(iP+0.5)-dx; b = dz*th;
292     // for strips n-side
293     // x = a + b + z*tan(fStereoP); a = Dpx(iN)*(iN+0.5)-dx; b = -dz*th;
294     AliWarning("This function has not been verified. Should probably use GetPadCxz");
295     const Double_t kconst = 1.0E-04; // convert microns to cm.
296     Float_t flag=kconst*Dx(); // error value
297     Double_t th=0.0,dx,dz,i,a,b=0.0,xb[4],zb[4];
298     Float_t stereoP, stereoN;
299     Angles(stereoP,stereoN);
300
301     z = 0.0;  // Strip center in z.
302     if(iPN<0 || iPN>1){// if error return full detector size in x.
303         x = z = flag; 
304         return;
305     } // end if
306     if(ix<0 || ix>=fNstrips) { // if error return full detector size in x.
307         x = z = flag;
308         return;
309     } // end if
310     i  = (Double_t) ix;      // convert to double
311     dx = 0.5*kconst*Dx();    // half distance in x in cm
312     dz = 0.5*kconst*Dz();    // half distance in z in cm
313     a  = kconst*Dpx(ix)*(i+0.5)-dx; // Min x value.
314     if(iPN==0){ //P-side angle defined backwards.
315         th = TMath::Tan(stereoP); 
316         b  = dz*th;
317     }else if(iPN==1){ // N-side
318          th = TMath::Tan(-stereoN);
319          b  = -dz*th;
320     } // end if
321     // compute average/center position of the strip.
322     xb[0] = +dx; if(th!=0.0) zb[0] = (+dx-a-b)/th; else zb[0] = 0.0;
323     xb[1] = -dx; if(th!=0.0) zb[1] = (-dx-a-b)/th; else zb[1] = 0.0;
324     xb[2] = a+b+dz*th; zb[2] = +dz;
325     xb[3] = a+b-dz*th; zb[3] = -dz;
326     x = 0.0; z = 0.0;
327     for(Int_t j=0;j<4;j++){
328         if(xb[j]>=-dx && xb[j]<=dx && zb[j]>=-dz && zb[j]<=dz){
329             x += xb[j];
330             z += zb[j];
331         } // end if
332     } // end for
333     x *= 0.5;
334     z *= 0.5;
335     return;
336 }
337 //----------------------------------------------------------------------
338 Int_t AliITSsegmentationSSD::GetChipFromChannel(Int_t ix, Int_t iz) const {
339   // returns chip number (in range 0-11) starting from channel number
340
341   if( (iz>=fgkNstripsDefault) || (iz<0) || (ix<0) || (ix>1) ) {
342     AliError("Bad cell number");
343     return -1;
344   }
345   
346   if(ix==1) iz = 1535-iz;
347   Int_t theChip =iz/fgkNstripsPerChip;
348   return theChip;
349
350 }
351 //----------------------------------------------------------------------
352 Int_t AliITSsegmentationSSD::GetChipFromLocal(Float_t xloc, Float_t zloc) const
353 {
354   // returns chip numbers starting from local coordinates
355   // The two Nside chip number and Pside chip number are 
356   // coded as chip=Nchip*10+Pchip
357
358   Int_t iP=0;
359   Int_t iN=0;
360   if (!LocalToDet(xloc,zloc,iP,iN) || 
361       (iP<0) || (iP>=fNstrips) || (iN<0) || (iN>=fNstrips) ) {
362     //AliWarning("Bad local coordinate");
363     return -1;
364   }
365
366   Int_t iChip = GetChipFromChannel(0,iP);
367   iChip += 10*GetChipFromChannel(1,iN); // add Nside
368
369   return iChip;
370
371 }
372 //
373
374 Int_t AliITSsegmentationSSD::GetChipsInLocalWindow(Int_t* array, Float_t zmin, Float_t zmax, 
375                                                    Float_t xmin, Float_t xmax) const {
376   // returns chip number in a given xz window
377
378   Int_t nChipInW = 0;
379
380   Float_t zminDet=-fDz*1.0E-04/2.;
381   Float_t zmaxDet=fDz*1.0E-04/2.;
382   if(zmin<zminDet) zmin=zminDet;
383   if(zmax>zmaxDet) zmax=zmaxDet;
384
385   Float_t xminDet=-fDx*1.0E-04/2;
386   Float_t xmaxDet=fDx*1.0E-04/2;
387   if(xmin<xminDet) xmin=xminDet;
388   if(xmax>xmaxDet) xmax=xmaxDet;
389
390   Int_t n1N=-1;
391   Int_t n1P=-1;
392   Int_t n1=GetChipFromLocal(xmin,zmin); 
393   if(n1!=-1) { // Note! Recpoint can be on the sensor but in the dead area not covered by strips!
394     n1N = (Int_t) (n1/10); // N-side chip coded as 10*chip_index
395     n1P = n1 - 10 * n1N; // P-side chip coded 0-5
396     array[nChipInW]=n1P;
397     nChipInW++;
398     array[nChipInW]=n1N;
399     nChipInW++;
400   }
401   
402   Int_t n2N=-1;
403   Int_t n2P=-1;
404   Int_t n2=GetChipFromLocal(xmin,zmax);
405   if(n2!=-1) { // Note! Recpoint can be on the sensor but in the dead area not covered by strips!
406     n2N = (Int_t) (n2/10); // N-side chip coded as 10*chip_index
407     n2P = n2 - 10 * n2N; // P-side chip coded 0-5
408     if(n2P!=n1P) { array[nChipInW]=n2P; nChipInW++;}
409     if(n2N!=n1N) { array[nChipInW]=n2N; nChipInW++;}
410   }
411
412   Int_t n3N=-1;
413   Int_t n3P=-1;
414   Int_t n3=GetChipFromLocal(xmax,zmin);
415   if(n3!=-1) {
416     n3N=(Int_t) (n3/10); // N-side chip coded as 10*chip_index
417     n3P=n3 - 10 * n3N; // P-side chip coded 0-5
418     if((n3P!=n1P)&&(n3P!=n2P)) { array[nChipInW]=n3P; nChipInW++;}
419     if((n3N!=n1N)&&(n3N!=n2N)) { array[nChipInW]=n3N; nChipInW++;}
420   }
421   
422   Int_t n4N=-1;
423   Int_t n4P=-1;
424   Int_t n4=GetChipFromLocal(xmax,zmax);
425   if(n4!=-1) {
426     n4N=(Int_t) (n4/10); // N-side chip coded as 10*chip_index
427     n4P=n4 - 10 * n4N; // P-side chip coded 0-5
428     if((n4P!=n1P)&&(n4P!=n2P)&&(n4P!=n3P)) { array[nChipInW]=n4P; nChipInW++;}
429     if((n4N!=n1N)&&(n4N!=n2N)&&(n4N!=n3N)) { array[nChipInW]=n4N; nChipInW++;}
430   }
431   
432   return nChipInW;
433
434 }
435
436 //----------------------------------------------------------------------
437 void AliITSsegmentationSSD::PrintDefaultParameters() const {
438 // Print default values for parameters. 
439 // Values specified as static const data members are shown
440
441   cout<<"fgkDxDefault = "<<fgkDxDefault<<endl;
442   cout<<"fgkDzDefault = "<<fgkDzDefault<<endl;
443   cout<<"fgkDyDefault = "<<fgkDyDefault<<endl;
444   cout<<"fgkPitchDefault = "<<fgkPitchDefault<<endl;
445   cout<<"fgkNstripsDefault = "<<fgkNstripsDefault<<endl;
446 }