ITS/AliITSsimulationSPD.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 /*
  17 $Id:$
  18 */
  19
  20 #include <Riostream.h>
  21 #include <TH1.h>
  22 #include <TString.h>
  23 #include "AliITS.h"
  24 #include "AliITSdigitSPD.h"
  25 #include "AliITShit.h"
  26 #include "AliITSmodule.h"
  27 #include "AliITSpList.h"
  28 #include "AliITSCalibrationSPD.h"
  29 #include "AliITSsegmentationSPD.h"
  30 #include "AliITSsimulationSPD.h"
  31 #include "AliLog.h"
  32 #include "AliRun.h"
  33 #include "AliMagF.h"
  34
  35 //#define DEBUG
  36
  37 ClassImp(AliITSsimulationSPD)
  38 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  39 //  Version: 1
  40 //  Modified by D. Elia, G.E. Bruno, H. Tydesjo
  41 //  Fast diffusion code by Bjorn S. Nilsen
  42 //  March-April 2006
  43 //  October     2007: GetCalibrationObjects() removed
  44 //
  45 //  Version: 0
  46 //  Written by Boris Batyunya
  47 //  December 20 1999
  48 //
  49 //
  50 // AliITSsimulationSPD is to do the simulation of SPDs.
  51 //
  52 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  53
  54 //______________________________________________________________________
  55 AliITSsimulationSPD::AliITSsimulationSPD():
  56 AliITSsimulation(),
  57 fHis(0),
  58 fSPDname(),
  59 fCoupling(),
  60 fLorentz(kFALSE),
  61 fTanLorAng(0){
  62     // Default constructor.
  63     // Inputs:
  64     //    none.
  65     // Outputs:
  66     //    none.
  67     // Return:
  68     //    A default constructed AliITSsimulationSPD class.
  69
  70     AliDebug(1,Form("Calling default constructor"));
  71 //    Init();
  72 }
  73 //______________________________________________________________________
  74 AliITSsimulationSPD::AliITSsimulationSPD(AliITSDetTypeSim *dettyp):
  75 AliITSsimulation(dettyp),
  76 fHis(0),
  77 fSPDname(),
  78 fCoupling(),
  79 fLorentz(kFALSE),
  80 fTanLorAng(0){
  81     // standard constructor
  82     // Inputs:
  83     //    AliITSsegmentation *seg  A pointer to the segmentation class
  84     //                             to be used for this simulation
  85     //    AliITSCalibration     *resp A pointer to the responce class to
  86     //                             be used for this simulation
  87     // Outputs:
  88     //    none.
  89     // Return:
  90     //    A default constructed AliITSsimulationSPD class.
  91
  92     AliDebug(1,Form("Calling standard constructor "));
  93 //      AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
  94 //      res->SetTemperature(0.0);
  95 //      res->SetDistanceOverVoltage(0.0);
  96     Init();
  97 }
  98 //______________________________________________________________________
  99 void AliITSsimulationSPD::Init(){
 100     // Initilization
 101     // Inputs:
 102     //    none.
 103     // Outputs:
 104     //    none.
 105     // Return:
 106     //    none.
 107     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 108
 109     SetModuleNumber(0);
 110     SetEventNumber(0);
 111     SetMap(new AliITSpList(GetNPixelsZ(),GetNPixelsX()));
 112     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 113     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 114     Double_t bias = res->GetBiasVoltage();
 115 //    cout << "Bias Voltage --> " << bias << endl; // dom
 116     res->SetDistanceOverVoltage(kmictocm*seg->Dy(),bias);
 117 // set kind of coupling ("old" or "new")
 118     char opt[20];
 119     res->GetCouplingOption(opt);
 120     char *old = strstr(opt,"old");
 121     if (old) {
 122         fCoupling=2;
 123     } else {
 124         fCoupling=1;
 125     } // end if
 126     //SetLorentzDrift(kTRUE);
 127     if (fLorentz) SetTanLorAngle();
 128 }
 129 //______________________________________________________________________
 130 Bool_t AliITSsimulationSPD::SetTanLorAngle(Double_t WeightHole) {
 131      // This function set the Tangent of the Lorentz angle.
 132      // A weighted average is used for electrons and holes
 133      // Input: Double_t WeightHole: wheight for hole: it should be in the range [0,1]
 134      // output: Bool_t : kTRUE in case of success
 135      //
 136      if(!fDetType) {
 137        AliError("AliITSsimulationSPD::SetTanLorAngle: AliITSDetTypeSim* fDetType not set ");
 138        return kFALSE;}
 139      if(WeightHole<0) {
 140         WeightHole=0.;
 141         AliWarning("AliITSsimulationSPD::SetTanLorAngle: You have asked for negative Hole weight");
 142         AliWarning("AliITSsimulationSPD::SetTanLorAngle: I'm going to use only electrons");
 143      }
 144      if(WeightHole>1) {
 145         WeightHole=1.;
 146         AliWarning("AliITSsimulationSPD::SetTanLorAngle: You have asked for weight > 1");
 147         AliWarning("AliITSsimulationSPD::SetTanLorAngle: I'm going to use only holes");
 148      }
 149      Double_t WeightEle=1.-WeightHole;
 150      AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 151      AliMagF *mf = gAlice->Field();
 152      Float_t pos[3]={0.,0.,0.};
 153      Float_t B[3]={0.,0.,0.};
 154      mf->Field(pos,B);
 155      fTanLorAng = TMath::Tan(WeightHole*res->LorentzAngleHole(B[2]) +
 156                               WeightEle*res->LorentzAngleElectron(B[2]));
 157      fTanLorAng*=-1.; // this only for the old geometry
 158                        // comment the upper line for the new geometry
 159      return kTRUE;
 160 }
 161 //______________________________________________________________________
 162 AliITSsimulationSPD::~AliITSsimulationSPD(){
 163     // destructor
 164     // Inputs:
 165     //    none.
 166     // Outputs:
 167     //    none.
 168     // Return:
 169     //     none.
 170
 171     if (fHis) {
 172         fHis->Delete();
 173         delete fHis;
 174     } // end if fHis
 175 }
 176 //______________________________________________________________________
 177 AliITSsimulationSPD::AliITSsimulationSPD(const
 178                                                    AliITSsimulationSPD
 179                                                    &s) : AliITSsimulation(s),
 180 fHis(s.fHis),
 181 fSPDname(s.fSPDname),
 182 fCoupling(s.fCoupling),
 183 fLorentz(s.fLorentz),
 184 fTanLorAng(s.fTanLorAng){
 185     //     Copy Constructor
 186     // Inputs:
 187     //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 188     //                                this class is a copy of
 189     // Outputs:
 190     //    none.
 191     // Return:
 192
 193 }
 194 //______________________________________________________________________
 195 AliITSsimulationSPD&  AliITSsimulationSPD::operator=(const
 196                                            AliITSsimulationSPD &s){
 197     //    Assignment operator
 198     // Inputs:
 199     //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 200     //                                this class is a copy of
 201     // Outputs:
 202     //    none.
 203     // Return:
 204
 205     if(&s == this) return *this;
 206     this->fHis = s.fHis;
 207     fCoupling  = s.fCoupling;
 208     fSPDname   = s.fSPDname;
 209     fLorentz   = s.fLorentz;
 210     fTanLorAng = s.fTanLorAng;
 211     return *this;
 212 }
 213 //______________________________________________________________________
 214 AliITSsimulation&  AliITSsimulationSPD::operator=(const
 215                                            AliITSsimulation &s){
 216     //    Assignment operator
 217     // Inputs:
 218     //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 219     //                                this class is a copy of
 220     // Outputs:
 221     //    none.
 222     // Return:
 223
 224     if(&s == this) return *this;
 225     Error("AliITSsimulationSPD","Not allowed to make a = with "
 226           "AliITSsimulationSPD","Using default creater instead");
 227
 228     return *this;
 229 }
 230 //______________________________________________________________________
 231 void AliITSsimulationSPD::InitSimulationModule(Int_t module, Int_t event){
 232     //  This function creates maps to build the list of tracks for each
 233     //  summable digit. Inputs defined by base class.
 234     //  Inputs:
 235     //    Int_t module   // Module number to be simulated
 236     //    Int_t event    // Event number to be simulated
 237     //  Outputs:
 238     //    none
 239     //  Returns:
 240     //    none
 241
 242     AliDebug(1,Form("(module=%d,event=%d)",module,event));
 243     SetModuleNumber(module);
 244     SetEventNumber(event);
 245     ClearMap();
 246 }
 247 //_____________________________________________________________________
 248 void AliITSsimulationSPD::SDigitiseModule(AliITSmodule *mod,Int_t,
 249                                                Int_t event){
 250     //  This function begins the work of creating S-Digits.  Inputs defined
 251     //  by base class.
 252     //  Inputs:
 253     //    AliITSmodule *mod  //  module
 254     //    Int_t              //  not used
 255     //    Int_t event        //  Event number
 256     //  Outputs:
 257     //    none
 258     //  Return:
 259     //    test              //  test returns kTRUE if the module contained hits
 260     //                      //  test returns kFALSE if it did not contain hits
 261
 262     AliDebug(1,Form("(mod=%p, ,event=%d)",mod,event));
 263     if(!(mod->GetNhits())){
 264         AliDebug(1,Form("In event %d module %d there are %d hits returning.",
 265                         event, mod->GetIndex(),mod->GetNhits()));
 266         return;// if module has no hits don't create Sdigits
 267     } // end if
 268     SetModuleNumber(mod->GetIndex());
 269     SetEventNumber(event);
 270     // HitToSDigit(mod);
 271     HitToSDigitFast(mod);
 272     RemoveDeadPixels(mod);
 273 //    cout << "After Remove in SDigitiseModule !!!!!" << endl; // dom
 274 //    cout << "Module " << mod->GetIndex() << " Event " << event << endl; // dom
 275     WriteSDigits();
 276     ClearMap();
 277 }
 278 //______________________________________________________________________
 279 void AliITSsimulationSPD::WriteSDigits(){
 280     //  This function adds each S-Digit to pList
 281     //  Inputs:
 282     //    none.
 283     //  Outputs:
 284     //    none.
 285     //  Return:
 286     //    none
 287     Int_t ix, nix, iz, niz;
 288     static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 289
 290     AliDebug(1,Form("Writing SDigits for module %d",GetModuleNumber()));
 291 //    cout << "WriteSDigits for module " << GetModuleNumber() << endl; // dom
 292     GetMap()->GetMaxMapIndex(niz, nix);
 293     for(iz=0; iz<niz; iz++)for(ix=0; ix<nix; ix++){
 294         if(GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix)>0.0){
 295 //            cout << " Signal gt 0  iz ix " << iz << ix << " Module " << GetModuleNumber() << endl; // dom
 296             aliITS->AddSumDigit(*(GetMap()->GetpListItem(iz,ix)));
 297             if(AliDebugLevel()>0) {
 298               AliDebug(1,Form("%d, %d",iz,ix));
 299               cout << *(GetMap()->GetpListItem(iz,ix)) << endl;
 300             } // end if GetDebug
 301         } // end if GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix)>0.0
 302     } // end for iz,ix
 303     return;
 304 }
 305 //______________________________________________________________________
 306 void AliITSsimulationSPD::FinishSDigitiseModule(){
 307     //  This function calls SDigitsToDigits which creates Digits from SDigits
 308     //  Inputs:
 309     //    none
 310     //  Outputs:
 311     //    none
 312     //  Return
 313     //    none
 314
 315     AliDebug(1,"()");
 316 //    cout << "FinishSDigitiseModule for module " << GetModuleNumber() << endl; // dom
 317     FrompListToDigits(); // Charge To Signal both adds noise and
 318     ClearMap();
 319     return;
 320 }
 321 //______________________________________________________________________
 322 void AliITSsimulationSPD::DigitiseModule(AliITSmodule *mod,Int_t,
 323                                               Int_t){
 324     //  This function creates Digits straight from the hits and then adds
 325     //  electronic noise to the digits before adding them to pList
 326     //  Each of the input variables is passed along to HitToSDigit
 327     //  Inputs:
 328     //    AliITSmodule *mod     module
 329     //    Int_t                 Dummy.
 330     //    Int_t                 Dummy
 331     //  Outputs:
 332     //     none.
 333     //  Return:
 334     //    none.
 335
 336     AliDebug(1,Form("(mod=%p,,)",mod));
 337     // HitToSDigit(mod);
 338     HitToSDigitFast(mod);
 339     RemoveDeadPixels(mod);
 340 //    cout << "After Remove in DigitiseModule in module " << mod->GetIndex() << endl; // dom
 341     FrompListToDigits();
 342     ClearMap();
 343 }
 344 //______________________________________________________________________
 345 void AliITSsimulationSPD::HitToSDigit(AliITSmodule *mod){
 346     // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.
 347     // Inputs:
 348     //    AliITSmodule *mod  Pointer to this module
 349     // Output:
 350     //    none.
 351     // Return:
 352     //    none.
 353     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 354     TObjArray *hits = mod->GetHits();
 355     Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
 356     Int_t h,ix,iz,i;
 357     Int_t idtrack;
 358     Double_t x0=0.0,x1=0.0,y0=0.0,y1=0.0,z0=0.0,z1=0.0,de=0.0,ld=0.0;
 359     Double_t x,y,z,t,tp,st,dt=0.2,el,sig,sigx,sigz,fda;
 360     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 361     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 362     Double_t thick = 0.5*kmictocm*seg->Dy();  // Half Thickness
 363     res->GetSigmaDiffusionAsymmetry(fda);
 364
 365     AliDebug(1,Form("(mod=%p) fCoupling=%d",mod,fCoupling));
 366     if(nhits<=0) return;
 367     for(h=0;h<nhits;h++){
 368       if(AliDebugLevel()>0) {
 369         AliDebug(1,Form("Hits, %d", h));
 370         cout << *(mod->GetHit(h)) << endl;
 371       } // end if GetDebug
 372         if(!mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)) continue;
 373         st = TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
 374         if(st>0.0){
 375             st = (Double_t)((Int_t)(st/kmictocm)); // number of microns
 376             if(st<=1.0) st = 1.0;
 377             dt = 1.0/st;
 378             for(t=0.0;t<1.0;t+=dt){ // Integrate over t
 379                 tp  = t+0.5*dt;
 380                 x   = x0+x1*tp;
 381                 y   = y0+y1*tp;
 382                 z   = z0+z1*tp;
 383                 if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 384                 el  = res->GeVToCharge((Double_t)(dt*de));
 385                 if(GetDebug(1)){
 386                     if(el<=0.0) cout<<"el="<<el<<" dt="<<dt
 387                                     <<" de="<<de<<endl;
 388                 } // end if GetDebug
 389                 sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 390                 sigx=sig;
 391                 sigz=sig*fda;
 392                 if (fLorentz) ld=(y+thick)*fTanLorAng;
 393                 SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,ld,idtrack,h);
 394             } // end for t
 395         } else { // st == 0.0 deposit it at this point
 396             x   = x0;
 397             y   = y0;
 398             z   = z0;
 399             if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 400             el  = res->GeVToCharge((Double_t)de);
 401             sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 402             sigx=sig;
 403             sigz=sig*fda;
 404             if (fLorentz) ld=(y+thick)*fTanLorAng;
 405             SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,ld,idtrack,h);
 406         } // end if st>0.0
 407
 408     } // Loop over all hits h
 409
 410         // Coupling
 411         switch (fCoupling) {
 412         default:
 413             break;
 414         case 1: //case 3:
 415             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 416                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 417                 else{
 418                     GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 419                     SetCoupling(iz,ix,idtrack,h);
 420                 } // end for i
 421             break;
 422         case 2: // case 4:
 423             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 424                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 425                 else{
 426                     GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 427                     SetCouplingOld(iz,ix,idtrack,h);
 428                 } // end for i
 429             break;
 430         } // end switch
 431     if(GetDebug(2))Info("HitToSDigit","Finished fCoupling=%d",fCoupling);
 432 }
 433 //______________________________________________________________________
 434 void AliITSsimulationSPD::HitToSDigitFast(AliITSmodule *mod){
 435     // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.    // Inputs:
 436     //    AliITSmodule *mod  Pointer to this module
 437     // Output:
 438     //    none.
 439     // Return:
 440     //    none.
 441     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 442     const Int_t kn10=10;
 443     const Double_t kti[kn10]={7.443716945e-3,2.166976971e-1,3.397047841e-1,
 444                             4.325316833e-1,4.869532643e-1,5.130467358e-1,
 445                             5.674683167e-1,6.602952159e-1,7.833023029e-1,
 446                             9.255628306e-1};
 447     const Double_t kwi[kn10]={1.477621124e-1,1.346333597e-1,1.095431813e-1,
 448                             7.472567455e-2,3.333567215e-2,3.333567215e-2,
 449                             7.472567455e-2,1.095431813e-1,1.346333597e-1,
 450                             1.477621124e-1};
 451     TObjArray *hits = mod->GetHits();
 452     Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
 453     Int_t h,ix,iz,i;
 454     Int_t idtrack;
 455     Double_t x0=0.0,x1=0.0,y0=0.0,y1=0.0,z0=0.0,z1=0.0,de=0.0,ld=0.0;
 456     Double_t x,y,z,t,st,el,sig,sigx,sigz,fda;
 457     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 458     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 459     Double_t thick = 0.5*kmictocm*seg->Dy();  // Half thickness
 460     res->GetSigmaDiffusionAsymmetry(fda);
 461 //    cout << "Half Thickness " << thick << endl;  // dom
 462 //    cout << "Diffusion asymm " << fda << endl;  // dom
 463
 464     AliDebug(1,Form("(mod=%p) fCoupling=%d",mod,fCoupling));
 465     if(nhits<=0) return;
 466     for(h=0;h<nhits;h++){
 467       if(AliDebugLevel()>0) {
 468         AliDebug(1,Form("Hits, %d", h));
 469         cout << *(mod->GetHit(h)) << endl;
 470       } // end if GetDebug
 471         if(!mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)) continue;
 472         st = TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
 473         if(st>0.0) for(i=0;i<kn10;i++){ // Integrate over t
 474             t   = kti[i];
 475             x   = x0+x1*t;
 476             y   = y0+y1*t;
 477             z   = z0+z1*t;
 478                 if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 479                 // el  = res->GeVToCharge((Double_t)(dt*de));
 480                 // el  = 1./kn10*res->GeVToCharge((Double_t)de);
 481                 el  = kwi[i]*res->GeVToCharge((Double_t)de);
 482                 if(GetDebug(1)){
 483                     if(el<=0.0) cout<<"el="<<el<<" kwi["<<i<<"]="<<kwi[i]
 484                                     <<" de="<<de<<endl;
 485                 } // end if GetDebug
 486                 sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 487                 sigx=sig;
 488                 sigz=sig*fda;
 489                 if (fLorentz) ld=(y+thick)*fTanLorAng;
 490                 SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,ld,idtrack,h);
 491 //                cout << "sigx sigz " << sigx << " " << sigz << endl; // dom
 492             } // end for i // End Integrate over t
 493         else { // st == 0.0 deposit it at this point
 494             x   = x0;
 495             y   = y0;
 496             z   = z0;
 497             if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 498             el  = res->GeVToCharge((Double_t)de);
 499             sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 500             sigx=sig;
 501             sigz=sig*fda;
 502             if (fLorentz) ld=(y+thick)*fTanLorAng;
 503             SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,ld,idtrack,h);
 504         } // end if st>0.0
 505
 506     } // Loop over all hits h
 507
 508         // Coupling
 509         switch (fCoupling) {
 510         default:
 511             break;
 512         case 1: // case 3:
 513             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 514                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 515                 else{
 516                     GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 517                     SetCoupling(iz,ix,idtrack,h);
 518                 } // end for i
 519             break;
 520         case 2: // case 4:
 521             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 522                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 523                 else{
 524                     GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 525                     SetCouplingOld(iz,ix,idtrack,h);
 526                 } // end for i
 527             break;
 528         } // end switch
 529     if(GetDebug(2))Info("HitToSDigit","Finished fCoupling=%d",fCoupling);
 530 }
 531 //______________________________________________________________________
 532 void AliITSsimulationSPD::SpreadCharge(Double_t x0,Double_t z0,
 533                                             Int_t ix0,Int_t iz0,
 534                                             Double_t el,Double_t sig,Double_t ld,
 535                                             Int_t t,Int_t hi){
 536     // Spreads the charge over neighboring cells. Assume charge is distributed
 537     // as charge(x,z) = (el/2*pi*sig*sig)*exp(-arg)
 538     // arg=((x-x0)*(x-x0)/2*sig*sig)+((z-z0*z-z0)/2*sig*sig)
 539     // if fLorentz=kTRUE, then x0=x0+ld (Lorentz drift taken into account)
 540     // Defined this way, the integral over all x and z is el.
 541     // Inputs:
 542     //    Double_t x0   x position of point where charge is liberated
 543     //    Double_t z0   z position of point where charge is liberated
 544     //    Int_t    ix0  row of cell corresponding to point x0
 545     //    Int_t    iz0  columb of cell corresponding to point z0
 546     //    Double_t el   number of electrons liberated in this step
 547     //    Double_t sig  Sigma difusion for this step (y0 dependent)
 548     //    Double_t ld   lorentz drift in x for this step (y0 dependent)
 549     //    Int_t    t    track number
 550     //    Int_t    ti   hit track index number
 551     //    Int_t    hi   hit "hit" index number
 552     // Outputs:
 553     //     none.
 554     // Return:
 555     //     none.
 556     const Int_t knx = 3,knz = 2;
 557     const Double_t kRoot2 = 1.414213562; // Sqrt(2).
 558     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 559     Int_t ix,iz,ixs,ixe,izs,ize;
 560     Float_t x,z;
 561     Double_t x1,x2,z1,z2,s,sp;
 562     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 563
 564
 565     if(GetDebug(4)) Info("SpreadCharge","(x0=%e,z0=%e,ix0=%d,iz0=%d,el=%e,"
 566                          "sig=%e,t=%d,i=%d)",x0,z0,ix0,iz0,el,sig,t,hi);
 567     if(sig<=0.0) { // if sig<=0 No diffusion to simulate.
 568         GetMap()->AddSignal(iz0,ix0,t,hi,GetModuleNumber(),el);
 569         if(GetDebug(2)){
 570             cout << "sig<=0.0=" << sig << endl;
 571         } // end if GetDebug
 572         return;
 573     } // end if
 574     sp = 1.0/(sig*kRoot2);
 575     if(GetDebug(2)){
 576         cout << "sig=" << sig << " sp=" << sp << endl;
 577     } // end if GetDebug
 578     ixs = TMath::Max(-knx+ix0,0);
 579     ixe = TMath::Min(knx+ix0,seg->Npx()-1);
 580     izs = TMath::Max(-knz+iz0,0);
 581     ize = TMath::Min(knz+iz0,seg->Npz()-1);
 582     for(ix=ixs;ix<=ixe;ix++) for(iz=izs;iz<=ize;iz++){
 583         seg->DetToLocal(ix,iz,x,z); // pixel center
 584         x1  = x;
 585         z1  = z;
 586         x2  = x1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix); // Upper
 587         x1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix);  // Lower
 588         z2  = z1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz); // Upper
 589         z1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz);  // Lower
 590         x1 -= x0+ld; // Distance from where track traveled (taking into account the Lorentz drift)
 591         x2 -= x0+ld; // Distance from where track traveled (taking into account the Lorentz drift)
 592         z1 -= z0; // Distance from where track traveled
 593         z2 -= z0; // Distance from where track traveled
 594         s   = 0.25; // Correction based on definision of Erfc
 595         s  *= TMath::Erfc(sp*x1) - TMath::Erfc(sp*x2);
 596         if(GetDebug(3)){
 597             cout <<"el="<<el<<" ix0="<<ix0<<" ix="<<ix<<" x0="<<x<<
 598                 " iz0="<<iz0<<" iz="<<iz<<" z0="<<z<<
 599                 " sp*x1="<<sp*x1<<" sp*x2="<<sp*x2<<" s="<<s;
 600         } // end if GetDebug
 601         s  *= TMath::Erfc(sp*z1) - TMath::Erfc(sp*z2);
 602         if(GetDebug(3)){
 603             cout<<" sp*z1="<<sp*z1<<" sp*z2="<<sp*z2<<" s="<<s<< endl;
 604         } // end if GetDebug
 605         GetMap()->AddSignal(iz,ix,t,hi,GetModuleNumber(),s*el);
 606     } // end for ix, iz
 607 }
 608 //______________________________________________________________________
 609 void AliITSsimulationSPD::SpreadChargeAsym(Double_t x0,Double_t z0,
 610                                             Int_t ix0,Int_t iz0,
 611                                             Double_t el,Double_t sigx,Double_t sigz,
 612                                             Double_t ld,Int_t t,Int_t hi){
 613     // Spreads the charge over neighboring cells. Assume charge is distributed
 614     // as charge(x,z) = (el/2*pi*sigx*sigz)*exp(-arg)
 615     // arg=((x-x0)*(x-x0)/2*sigx*sigx)+((z-z0*z-z0)/2*sigz*sigz)
 616     // if fLorentz=kTRUE, then x0=x0+ld (Lorentz drift taken into account)
 617     // Defined this way, the integral over all x and z is el.
 618     // Inputs:
 619     //    Double_t x0   x position of point where charge is liberated
 620     //    Double_t z0   z position of point where charge is liberated
 621     //    Int_t    ix0  row of cell corresponding to point x0
 622     //    Int_t    iz0  columb of cell corresponding to point z0
 623     //    Double_t el   number of electrons liberated in this step
 624     //    Double_t sigx Sigma difusion along x for this step (y0 dependent)
 625     //    Double_t sigz Sigma difusion along z for this step (y0 dependent)
 626     //    Double_t ld   lorentz drift in x for this stip (y0 dependent)
 627     //    Int_t    t    track number
 628     //    Int_t    ti   hit track index number
 629     //    Int_t    hi   hit "hit" index number
 630     // Outputs:
 631     //     none.
 632     // Return:
 633     //     none.
 634     const Int_t knx = 3,knz = 2;
 635     const Double_t kRoot2 = 1.414213562; // Sqrt(2).
 636     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 637     Int_t ix,iz,ixs,ixe,izs,ize;
 638     Float_t x,z;
 639     Double_t x1,x2,z1,z2,s,spx,spz;
 640     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 641
 642
 643     if(GetDebug(4)) Info("SpreadChargeAsym","(x0=%e,z0=%e,ix0=%d,iz0=%d,el=%e,"
 644                          "sig=%e,t=%d,i=%d)",x0,z0,ix0,iz0,el,sigx,sigz,t,hi);
 645     if(sigx<=0.0 || sigz<=0.0) { // if sig<=0 No diffusion to simulate.
 646         GetMap()->AddSignal(iz0,ix0,t,hi,GetModuleNumber(),el);
 647         if(GetDebug(2)){
 648             cout << "sigx<=0.0=" << sigx << endl;
 649             cout << "sigz<=0.0=" << sigz << endl;
 650         } // end if GetDebug
 651         return;
 652     } // end if
 653     spx = 1.0/(sigx*kRoot2);     spz = 1.0/(sigz*kRoot2);
 654     if(GetDebug(2)){
 655         cout << "sigx=" << sigx << " spx=" << spx << endl;
 656         cout << "sigz=" << sigz << " spz=" << spz << endl;
 657     } // end if GetDebug
 658     ixs = TMath::Max(-knx+ix0,0);
 659     ixe = TMath::Min(knx+ix0,seg->Npx()-1);
 660     izs = TMath::Max(-knz+iz0,0);
 661     ize = TMath::Min(knz+iz0,seg->Npz()-1);
 662     for(ix=ixs;ix<=ixe;ix++) for(iz=izs;iz<=ize;iz++){
 663         seg->DetToLocal(ix,iz,x,z); // pixel center
 664         x1  = x;
 665         z1  = z;
 666         x2  = x1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix); // Upper
 667         x1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix);  // Lower
 668         z2  = z1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz); // Upper
 669         z1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz);  // Lower
 670         x1 -= x0+ld; // Distance from where track traveled (taking into account the Lorentz drift)
 671         x2 -= x0+ld; // Distance from where track traveled (taking into account the Lorentz drift)
 672         z1 -= z0; // Distance from where track traveled
 673         z2 -= z0; // Distance from where track traveled
 674         s   = 0.25; // Correction based on definision of Erfc
 675         s  *= TMath::Erfc(spx*x1) - TMath::Erfc(spx*x2);
 676         if(GetDebug(3)){
 677             cout <<"el="<<el<<" ix0="<<ix0<<" ix="<<ix<<" x0="<<x<<
 678                 " iz0="<<iz0<<" iz="<<iz<<" z0="<<z<<
 679                 " spx*x1="<<spx*x1<<" spx*x2="<<spx*x2<<" s="<<s;
 680         } // end if GetDebug
 681         s  *= TMath::Erfc(spz*z1) - TMath::Erfc(spz*z2);
 682         if(GetDebug(3)){
 683             cout<<" spz*z1="<<spz*z1<<" spz*z2="<<spz*z2<<" s="<<s<< endl;
 684         } // end if GetDebug
 685         GetMap()->AddSignal(iz,ix,t,hi,GetModuleNumber(),s*el);
 686     } // end for ix, iz
 687 }
 688 //______________________________________________________________________
 689 void AliITSsimulationSPD::RemoveDeadPixels(AliITSmodule *mod){
 690     //    Removes dead pixels on each module (ladder)
 691     // Inputs:
 692     //    Module Index (0,239)
 693     // Outputs:
 694     //    none.
 695     // Return:
 696     //    none.
 697
 698   Int_t moduleNr = mod->GetIndex();
 699   AliITSCalibrationSPD* calObj = (AliITSCalibrationSPD*) GetCalibrationModel(moduleNr);
 700
 701   Int_t nrDead = calObj->GetNrBad();
 702 //  cout << "Module --> " << moduleNr << endl; // dom
 703 //  cout << "nr of dead " << nrDead << endl; // dom
 704   for (Int_t i=0; i<nrDead; i++) {
 705     GetMap()->DeleteHit(calObj->GetBadColAt(i),calObj->GetBadRowAt(i));
 706 //    cout << "dead index " << i << endl; // dom
 707 //    cout << "col row --> " << calObj->GetDeadColAt(i) << " " << calObj->GetDeadRowAt(i) << endl; // dom
 708   }
 709 }
 710 //______________________________________________________________________
 711 void AliITSsimulationSPD::FrompListToDigits(){
 712     // add noise and electronics, perform the zero suppression and add the
 713     // digit to the list
 714     // Inputs:
 715     //    none.
 716     // Outputs:
 717     //    none.
 718     // Return:
 719     //    none.
 720     static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 721     Int_t j,ix,iz;
 722     Double_t  electronics;
 723     Double_t sig;
 724     const Int_t    knmaxtrk=AliITSdigit::GetNTracks();
 725     static AliITSdigitSPD dig;
 726     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 727     if(GetDebug(1)) Info("FrompListToDigits","()");
 728     for(iz=0; iz<GetNPixelsZ(); iz++) for(ix=0; ix<GetNPixelsX(); ix++){
 729 // NEW (for the moment plugged by hand, in the future possibly read from Data Base)
 730 // here parametrize the efficiency of the pixel along the row for the test columns (1,9,17,25)
 731 //        if(iz==1 || iz == 9 || iz == 17 || iz == 25) {
 732 //        Double_t eff,p1=0.,p2=0.;
 733 //        Double_t x=ix;
 734 //        switch (iz) {
 735 //          case 1:   p1=0.63460;p2=0.42438E-01;break;
 736 //          case 9:   p1=0.41090;p2=0.75914E-01;break;
 737 //        case 17:  p1=0.31883;p2=0.91502E-01;break;
 738 //        case 25:  p1=0.48828;p2=0.57975E-01;break;
 739 //         } // end switch
 740 //          eff=1.-p1*exp(-p2*x);
 741 //          if (gRandom->Rndm() >= eff) continue;
 742 //        } // end  if
 743  // END parametrize the efficiency
 744  //
 745         electronics = res->ApplyBaselineAndNoise();
 746         UpdateMapNoise(ix,iz,electronics);
 747         //
 748         // Apply Threshold and write Digits.
 749         sig = GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix);
 750         FillHistograms(ix,iz,sig+electronics);
 751         if(GetDebug(3)){
 752             cout<<sig<<"+"<<electronics<<">threshold("<<ix<<","<<iz
 753                 <<")="<<GetThreshold() <<endl;
 754         } // end if GetDebug
 755         if (sig+electronics <= GetThreshold()) continue;
 756         dig.SetCoord1(iz);
 757         dig.SetCoord2(ix);
 758         dig.SetSignal(1);
 759
 760 //        dig.SetSignalSPD((Int_t) GetMap()->GetSignal(iz,ix));
 761         Double_t aSignal =  GetMap()->GetSignal(iz,ix);
 762         if (TMath::Abs(aSignal)>2147483647.0) {
 763           //PH 2147483647 is the max. integer
 764           //PH This apparently is a problem which needs investigation
 765           AliWarning(Form("Too big or too small signal value %f",aSignal));
 766           aSignal = TMath::Sign((Double_t)2147483647,aSignal);
 767         }
 768         dig.SetSignalSPD((Int_t)aSignal);
 769
 770         for(j=0;j<knmaxtrk;j++){
 771             if (j<GetMap()->GetNEntries()) {
 772                 dig.SetTrack(j,GetMap()->GetTrack(iz,ix,j));
 773                 dig.SetHit(j,GetMap()->GetHit(iz,ix,j));
 774             }else { // Default values
 775                 dig.SetTrack(j,-3);
 776                 dig.SetHit(j,-1);
 777             } // end if GetMap()
 778         } // end for j
 779         if(GetDebug(3)){
 780             cout<<iz<<","<<ix<<","<<*(GetMap()->GetpListItem(iz,ix))<<endl;
 781         } // end if GetDebug
 782         aliITS->AddSimDigit(0,&dig);
 783     } //  for ix/iz
 784 }
 785 //______________________________________________________________________
 786 void AliITSsimulationSPD::CreateHistograms(){
 787     // create 1D histograms for tests
 788     // Inputs:
 789     //    none.
 790     // Outputs:
 791     //    none.
 792     // Return:
 793     //     none.
 794
 795     if(GetDebug(1)) Info("CreateHistograms","create histograms");
 796
 797     fHis = new TObjArray(GetNPixelsZ());
 798     TString fSPDname("spd_");
 799     for(Int_t i=0;i<GetNPixelsZ();i++) {
 800         Char_t pixelz[4];
 801         sprintf(pixelz,"%d",i);
 802         fSPDname.Append(pixelz);
 803         fHis->AddAt(new TH1F(fSPDname.Data(),"SPD maps",
 804                              GetNPixelsX(),0.,(Double_t)GetNPixelsX()),i);
 805     } // end for i
 806 }
 807 //______________________________________________________________________
 808 void AliITSsimulationSPD::FillHistograms(Int_t ix,Int_t iz,Double_t v){
 809     // Fill the histogram
 810     // Inputs:
 811     //    none.
 812     // Outputs:
 813     //    none.
 814     // Return:
 815     //     none.
 816
 817     if(!GetHistArray()) return; // Only fill if setup.
 818     if(GetDebug(2)) Info("FillHistograms","fill histograms");
 819     GetHistogram(iz)->Fill(ix,v);
 820 }
 821 //______________________________________________________________________
 822 void AliITSsimulationSPD::ResetHistograms(){
 823     // Reset histograms for this detector
 824     // Inputs:
 825     //    none.
 826     // Outputs:
 827     //    none.
 828     // Return:
 829     //     none.
 830
 831     if(!GetHistArray()) return; // Only fill if setup.
 832     if(GetDebug(2)) Info("FillHistograms","fill histograms");
 833     for ( int i=0;i<GetNPixelsZ();i++ ) {
 834         if (fHis->At(i))    ((TH1F*)fHis->At(i))->Reset();
 835     } // end for i
 836 }
 837
 838 //______________________________________________________________________
 839 void AliITSsimulationSPD::SetCoupling(Int_t col, Int_t row, Int_t ntrack,
 840                                       Int_t idhit) {
 841     //  Take into account the coupling between adiacent pixels.
 842     //  The parameters probcol and probrow are the probability of the
 843     //  signal in one pixel shared in the two adjacent pixels along
 844     //  the column and row direction, respectively.
 845     //  Note pList is goten via GetMap() and module is not need any more.
 846     //  Otherwise it is identical to that coded by Tiziano Virgili (BSN).
 847     //Begin_Html
 848     /*
 849       <img src="picts/ITS/barimodel_3.gif">
 850       </pre>
 851       <br clear=left>
 852       <font size=+2 color=red>
 853       <a href="mailto:tiziano.virgili@cern.ch"></a>.
 854       </font>
 855       <pre>
 856     */
 857     //End_Html
 858     // Inputs:
 859     //    Int_t col            z cell index
 860     //    Int_t row            x cell index
 861     //    Int_t ntrack         track incex number
 862     //    Int_t idhit          hit index number
 863     // Outputs:
 864     //    none.
 865     // Return:
 866     //     none.
 867     Int_t j1,j2,flag=0;
 868     Double_t pulse1,pulse2;
 869     Double_t couplR=0.0,couplC=0.0;
 870     Double_t xr=0.;
 871
 872     GetCouplings(couplC,couplR);
 873     if(GetDebug(3)) Info("SetCoupling","(col=%d,row=%d,ntrack=%d,idhit=%d) "
 874                          "Calling SetCoupling couplC=%e couplR=%e",
 875                          col,row,ntrack,idhit,couplC,couplR);
 876     j1 = col;
 877     j2 = row;
 878     pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 879     pulse2 = pulse1;
 880     for (Int_t isign=-1;isign<=1;isign+=2){// loop in col direction
 881         do{
 882             j1 += isign;
 883             xr = gRandom->Rndm();
 884             if ((j1<0) || (j1>GetNPixelsZ()-1) || (xr>couplC)){
 885                 j1 = col;
 886                 flag = 1;
 887             }else{
 888                 UpdateMapSignal(row,j1,ntrack,idhit,pulse1);
 889                 //  flag = 0;
 890                 flag = 1; // only first next!!
 891             } // end if
 892         } while(flag == 0);
 893         // loop in row direction
 894         do{
 895             j2 += isign;
 896             xr = gRandom->Rndm();
 897             if ((j2<0) || (j2>GetNPixelsX()-1) || (xr>couplR)){
 898                 j2 = row;
 899                 flag = 1;
 900             }else{
 901                 UpdateMapSignal(j2,col,ntrack,idhit,pulse2);
 902                 //  flag = 0;
 903                 flag = 1; // only first next!!
 904             } // end if
 905         } while(flag == 0);
 906     } // for isign
 907 }
 908 //______________________________________________________________________
 909 void AliITSsimulationSPD::SetCouplingOld(Int_t col, Int_t row,
 910                 Int_t ntrack,Int_t idhit) {
 911     //  Take into account the coupling between adiacent pixels.
 912     //  The parameters probcol and probrow are the fractions of the
 913     //  signal in one pixel shared in the two adjacent pixels along
 914     //  the column and row direction, respectively.
 915     //Begin_Html
 916     /*
 917       <img src="picts/ITS/barimodel_3.gif">
 918       </pre>
 919       <br clear=left>
 920       <font size=+2 color=red>
 921       <a href="mailto:Rocco.Caliandro@ba.infn.it"></a>.
 922       </font>
 923       <pre>
 924     */
 925     //End_Html
 926     // Inputs:
 927     //    Int_t col            z cell index
 928     //    Int_t row            x cell index
 929     //    Int_t ntrack         track incex number
 930     //    Int_t idhit          hit index number
 931     //    Int_t module         module number
 932     // Outputs:
 933     //    none.
 934     // Return:
 935     //     none.
 936     Int_t j1,j2,flag=0;
 937     Double_t pulse1,pulse2;
 938     Double_t couplR=0.0,couplC=0.0;
 939
 940     GetCouplings(couplC,couplR);
 941
 942     //  Debugging ...
 943 //    cout << "Threshold --> " << GetThreshold() << endl;  // dom
 944 //    cout << "Couplings --> " << couplC << " " << couplR << endl;  // dom
 945
 946     if(GetDebug(3)) Info("SetCouplingOld","(col=%d,row=%d,ntrack=%d,idhit=%d) "
 947                          "Calling SetCoupling couplC=%e couplR=%e",
 948                          col,row,ntrack,idhit,couplC,couplR);
 949     for (Int_t isign=-1;isign<=1;isign+=2){// loop in col direction
 950     pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 951     pulse2 = pulse1;
 952     j1 = col;
 953     j2 = row;
 954         do{
 955             j1 += isign;
 956             pulse1 *= couplC;
 957             if ((j1<0)||(j1>GetNPixelsZ()-1)||(pulse1<GetThreshold())){
 958                 pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 959                 j1 = col;
 960                 flag = 1;
 961             }else{
 962                 UpdateMapSignal(row,j1,ntrack,idhit,pulse1);
 963                 // flag = 0;
 964                 flag = 1;  // only first next !!
 965             } // end if
 966         } while(flag == 0);
 967         // loop in row direction
 968         do{
 969             j2 += isign;
 970             pulse2 *= couplR;
 971             if((j2<0)||(j2>(GetNPixelsX()-1))||(pulse2<GetThreshold())){
 972                 pulse2 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 973                 j2 = row;
 974                 flag = 1;
 975             }else{
 976                 UpdateMapSignal(j2,col,ntrack,idhit,pulse2);
 977                 // flag = 0;
 978                 flag = 1; // only first next!!
 979             } // end if
 980         } while(flag == 0);
 981     } // for isign
 982 }