ITS/AliITSsimulationSPD.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
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   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
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  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 //______________________________________________________________________
 215 AliITSsimulation&  AliITSsimulationSPD::operator=(const
 216                                            AliITSsimulation &s){
 217     //    Assignment operator
 218     // Inputs:
 219     //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 220     //                                this class is a copy of
 221     // Outputs:
 222     //    none.
 223     // Return:
 224
 225     if(&s == this) return *this;
 226     Error("AliITSsimulationSPD","Not allowed to make a = with "
 227           "AliITSsimulationSPD","Using default creater instead");
 228
 229     return *this;
 230 }
 231 */
 232 //______________________________________________________________________
 233 void AliITSsimulationSPD::InitSimulationModule(Int_t module, Int_t event){
 234     //  This function creates maps to build the list of tracks for each
 235     //  summable digit. Inputs defined by base class.
 236     //  Inputs:
 237     //    Int_t module   // Module number to be simulated
 238     //    Int_t event    // Event number to be simulated
 239     //  Outputs:
 240     //    none
 241     //  Returns:
 242     //    none
 243
 244     AliDebug(1,Form("(module=%d,event=%d)",module,event));
 245     SetModuleNumber(module);
 246     SetEventNumber(event);
 247     ClearMap();
 248 }
 249 //_____________________________________________________________________
 250 void AliITSsimulationSPD::SDigitiseModule(AliITSmodule *mod,Int_t,
 251                                                Int_t event){
 252     //  This function begins the work of creating S-Digits.  Inputs defined
 253     //  by base class.
 254     //  Inputs:
 255     //    AliITSmodule *mod  //  module
 256     //    Int_t              //  not used
 257     //    Int_t event        //  Event number
 258     //  Outputs:
 259     //    none
 260     //  Return:
 261     //    test              //  test returns kTRUE if the module contained hits
 262     //                      //  test returns kFALSE if it did not contain hits
 263
 264     AliDebug(1,Form("(mod=%p, ,event=%d)",mod,event));
 265     if(!(mod->GetNhits())){
 266         AliDebug(1,Form("In event %d module %d there are %d hits returning.",
 267                         event, mod->GetIndex(),mod->GetNhits()));
 268         return;// if module has no hits don't create Sdigits
 269     } // end if
 270     SetModuleNumber(mod->GetIndex());
 271     SetEventNumber(event);
 272     // HitToSDigit(mod);
 273     HitToSDigitFast(mod);
 274     RemoveDeadPixels(mod);
 275 //    cout << "After Remove in SDigitiseModule !!!!!" << endl; // dom
 276 //    cout << "Module " << mod->GetIndex() << " Event " << event << endl; // dom
 277     WriteSDigits();
 278     ClearMap();
 279 }
 280 //______________________________________________________________________
 281 void AliITSsimulationSPD::WriteSDigits(){
 282     //  This function adds each S-Digit to pList
 283     //  Inputs:
 284     //    none.
 285     //  Outputs:
 286     //    none.
 287     //  Return:
 288     //    none
 289     Int_t ix, nix, iz, niz;
 290     static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 291
 292     AliDebug(1,Form("Writing SDigits for module %d",GetModuleNumber()));
 293 //    cout << "WriteSDigits for module " << GetModuleNumber() << endl; // dom
 294     GetMap()->GetMaxMapIndex(niz, nix);
 295     for(iz=0; iz<niz; iz++)for(ix=0; ix<nix; ix++){
 296         if(GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix)>0.0){
 297 //            cout << " Signal gt 0  iz ix " << iz << ix << " Module " << GetModuleNumber() << endl; // dom
 298             aliITS->AddSumDigit(*(GetMap()->GetpListItem(iz,ix)));
 299             if(AliDebugLevel()>0) {
 300               AliDebug(1,Form("%d, %d",iz,ix));
 301               cout << *(GetMap()->GetpListItem(iz,ix)) << endl;
 302             } // end if GetDebug
 303         } // end if GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix)>0.0
 304     } // end for iz,ix
 305     return;
 306 }
 307 //______________________________________________________________________
 308 void AliITSsimulationSPD::FinishSDigitiseModule(){
 309     //  This function calls SDigitsToDigits which creates Digits from SDigits
 310     //  Inputs:
 311     //    none
 312     //  Outputs:
 313     //    none
 314     //  Return
 315     //    none
 316
 317     AliDebug(1,"()");
 318 //    cout << "FinishSDigitiseModule for module " << GetModuleNumber() << endl; // dom
 319     FrompListToDigits(); // Charge To Signal both adds noise and
 320     ClearMap();
 321     return;
 322 }
 323 //______________________________________________________________________
 324 void AliITSsimulationSPD::DigitiseModule(AliITSmodule *mod,Int_t,
 325                                               Int_t){
 326     //  This function creates Digits straight from the hits and then adds
 327     //  electronic noise to the digits before adding them to pList
 328     //  Each of the input variables is passed along to HitToSDigit
 329     //  Inputs:
 330     //    AliITSmodule *mod     module
 331     //    Int_t                 Dummy.
 332     //    Int_t                 Dummy
 333     //  Outputs:
 334     //     none.
 335     //  Return:
 336     //    none.
 337
 338     AliDebug(1,Form("(mod=%p,,)",mod));
 339     // HitToSDigit(mod);
 340     HitToSDigitFast(mod);
 341     RemoveDeadPixels(mod);
 342 //    cout << "After Remove in DigitiseModule in module " << mod->GetIndex() << endl; // dom
 343     FrompListToDigits();
 344     ClearMap();
 345 }
 346 //______________________________________________________________________
 347 void AliITSsimulationSPD::HitToSDigit(AliITSmodule *mod){
 348     // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.
 349     // Inputs:
 350     //    AliITSmodule *mod  Pointer to this module
 351     // Output:
 352     //    none.
 353     // Return:
 354     //    none.
 355     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 356     TObjArray *hits = mod->GetHits();
 357     Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
 358     Int_t h,ix,iz,i;
 359     Int_t idtrack;
 360     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;
 361     Double_t x,y,z,t,tp,st,dt=0.2,el,sig,sigx,sigz,fda;
 362     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 363     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 364     Double_t thick = 0.5*kmictocm*seg->Dy();  // Half Thickness
 365     res->GetSigmaDiffusionAsymmetry(fda);
 366
 367     AliDebug(1,Form("(mod=%p) fCoupling=%d",mod,fCoupling));
 368     if(nhits<=0) return;
 369     for(h=0;h<nhits;h++){
 370       if(AliDebugLevel()>0) {
 371         AliDebug(1,Form("Hits, %d", h));
 372         cout << *(mod->GetHit(h)) << endl;
 373       } // end if GetDebug
 374         if(!mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)) continue;
 375         st = TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
 376         if(st>0.0){
 377             st = (Double_t)((Int_t)(st/kmictocm)); // number of microns
 378             if(st<=1.0) st = 1.0;
 379             dt = 1.0/st;
 380             for(t=0.0;t<1.0;t+=dt){ // Integrate over t
 381                 tp  = t+0.5*dt;
 382                 x   = x0+x1*tp;
 383                 y   = y0+y1*tp;
 384                 z   = z0+z1*tp;
 385                 if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 386                 el  = res->GeVToCharge((Double_t)(dt*de));
 387                 if(GetDebug(1)){
 388                     if(el<=0.0) cout<<"el="<<el<<" dt="<<dt
 389                                     <<" de="<<de<<endl;
 390                 } // end if GetDebug
 391                 sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 392                 sigx=sig;
 393                 sigz=sig*fda;
 394                 if (fLorentz) ld=(y+thick)*fTanLorAng;
 395                 SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,ld,idtrack,h);
 396             } // end for t
 397         } else { // st == 0.0 deposit it at this point
 398             x   = x0;
 399             y   = y0;
 400             z   = z0;
 401             if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 402             el  = res->GeVToCharge((Double_t)de);
 403             sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 404             sigx=sig;
 405             sigz=sig*fda;
 406             if (fLorentz) ld=(y+thick)*fTanLorAng;
 407             SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,ld,idtrack,h);
 408         } // end if st>0.0
 409
 410     } // Loop over all hits h
 411
 412         // Coupling
 413         switch (fCoupling) {
 414         default:
 415             break;
 416         case 1: //case 3:
 417             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 418                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 419                 else{
 420                     GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 421                     SetCoupling(iz,ix,idtrack,h);
 422                 } // end for i
 423             break;
 424         case 2: // case 4:
 425             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 426                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 427                 else{
 428                     GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 429                     SetCouplingOld(iz,ix,idtrack,h);
 430                 } // end for i
 431             break;
 432         } // end switch
 433     if(GetDebug(2))Info("HitToSDigit","Finished fCoupling=%d",fCoupling);
 434 }
 435 //______________________________________________________________________
 436 void AliITSsimulationSPD::HitToSDigitFast(AliITSmodule *mod){
 437     // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.    // Inputs:
 438     //    AliITSmodule *mod  Pointer to this module
 439     // Output:
 440     //    none.
 441     // Return:
 442     //    none.
 443     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 444     const Int_t kn10=10;
 445     const Double_t kti[kn10]={7.443716945e-3,2.166976971e-1,3.397047841e-1,
 446                             4.325316833e-1,4.869532643e-1,5.130467358e-1,
 447                             5.674683167e-1,6.602952159e-1,7.833023029e-1,
 448                             9.255628306e-1};
 449     const Double_t kwi[kn10]={1.477621124e-1,1.346333597e-1,1.095431813e-1,
 450                             7.472567455e-2,3.333567215e-2,3.333567215e-2,
 451                             7.472567455e-2,1.095431813e-1,1.346333597e-1,
 452                             1.477621124e-1};
 453     TObjArray *hits = mod->GetHits();
 454     Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
 455     Int_t h,ix,iz,i;
 456     Int_t idtrack;
 457     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;
 458     Double_t x,y,z,t,st,el,sig,sigx,sigz,fda;
 459     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 460     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 461     Double_t thick = 0.5*kmictocm*seg->Dy();  // Half thickness
 462     res->GetSigmaDiffusionAsymmetry(fda);
 463 //    cout << "Half Thickness " << thick << endl;  // dom
 464 //    cout << "Diffusion asymm " << fda << endl;  // dom
 465
 466     AliDebug(1,Form("(mod=%p) fCoupling=%d",mod,fCoupling));
 467     if(nhits<=0) return;
 468     for(h=0;h<nhits;h++){
 469       if(AliDebugLevel()>0) {
 470         AliDebug(1,Form("Hits, %d", h));
 471         cout << *(mod->GetHit(h)) << endl;
 472       } // end if GetDebug
 473         if(!mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)) continue;
 474         st = TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
 475         if(st>0.0) for(i=0;i<kn10;i++){ // Integrate over t
 476             t   = kti[i];
 477             x   = x0+x1*t;
 478             y   = y0+y1*t;
 479             z   = z0+z1*t;
 480                 if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 481                 // el  = res->GeVToCharge((Double_t)(dt*de));
 482                 // el  = 1./kn10*res->GeVToCharge((Double_t)de);
 483                 el  = kwi[i]*res->GeVToCharge((Double_t)de);
 484                 if(GetDebug(1)){
 485                     if(el<=0.0) cout<<"el="<<el<<" kwi["<<i<<"]="<<kwi[i]
 486                                     <<" de="<<de<<endl;
 487                 } // end if GetDebug
 488                 sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 489                 sigx=sig;
 490                 sigz=sig*fda;
 491                 if (fLorentz) ld=(y+thick)*fTanLorAng;
 492                 SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,ld,idtrack,h);
 493 //                cout << "sigx sigz " << sigx << " " << sigz << endl; // dom
 494             } // end for i // End Integrate over t
 495         else { // st == 0.0 deposit it at this point
 496             x   = x0;
 497             y   = y0;
 498             z   = z0;
 499             if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 500             el  = res->GeVToCharge((Double_t)de);
 501             sig = res->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 502             sigx=sig;
 503             sigz=sig*fda;
 504             if (fLorentz) ld=(y+thick)*fTanLorAng;
 505             SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,ld,idtrack,h);
 506         } // end if st>0.0
 507
 508     } // Loop over all hits h
 509
 510         // Coupling
 511         switch (fCoupling) {
 512         default:
 513             break;
 514         case 1: // case 3:
 515             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 516                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 517                 else{
 518                     GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 519                     SetCoupling(iz,ix,idtrack,h);
 520                 } // end for i
 521             break;
 522         case 2: // case 4:
 523             for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 524                 if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 525                 else{
 526                     GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 527                     SetCouplingOld(iz,ix,idtrack,h);
 528                 } // end for i
 529             break;
 530         } // end switch
 531     if(GetDebug(2))Info("HitToSDigit","Finished fCoupling=%d",fCoupling);
 532 }
 533 //______________________________________________________________________
 534 void AliITSsimulationSPD::SpreadCharge(Double_t x0,Double_t z0,
 535                                             Int_t ix0,Int_t iz0,
 536                                             Double_t el,Double_t sig,Double_t ld,
 537                                             Int_t t,Int_t hi){
 538     // Spreads the charge over neighboring cells. Assume charge is distributed
 539     // as charge(x,z) = (el/2*pi*sig*sig)*exp(-arg)
 540     // arg=((x-x0)*(x-x0)/2*sig*sig)+((z-z0*z-z0)/2*sig*sig)
 541     // if fLorentz=kTRUE, then x0=x0+ld (Lorentz drift taken into account)
 542     // Defined this way, the integral over all x and z is el.
 543     // Inputs:
 544     //    Double_t x0   x position of point where charge is liberated
 545     //    Double_t z0   z position of point where charge is liberated
 546     //    Int_t    ix0  row of cell corresponding to point x0
 547     //    Int_t    iz0  columb of cell corresponding to point z0
 548     //    Double_t el   number of electrons liberated in this step
 549     //    Double_t sig  Sigma difusion for this step (y0 dependent)
 550     //    Double_t ld   lorentz drift in x for this step (y0 dependent)
 551     //    Int_t    t    track number
 552     //    Int_t    ti   hit track index number
 553     //    Int_t    hi   hit "hit" index number
 554     // Outputs:
 555     //     none.
 556     // Return:
 557     //     none.
 558     const Int_t knx = 3,knz = 2;
 559     const Double_t kRoot2 = 1.414213562; // Sqrt(2).
 560     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 561     Int_t ix,iz,ixs,ixe,izs,ize;
 562     Float_t x,z;
 563     Double_t x1,x2,z1,z2,s,sp;
 564     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 565
 566
 567     if(GetDebug(4)) Info("SpreadCharge","(x0=%e,z0=%e,ix0=%d,iz0=%d,el=%e,"
 568                          "sig=%e,t=%d,i=%d)",x0,z0,ix0,iz0,el,sig,t,hi);
 569     if(sig<=0.0) { // if sig<=0 No diffusion to simulate.
 570         GetMap()->AddSignal(iz0,ix0,t,hi,GetModuleNumber(),el);
 571         if(GetDebug(2)){
 572             cout << "sig<=0.0=" << sig << endl;
 573         } // end if GetDebug
 574         return;
 575     } // end if
 576     sp = 1.0/(sig*kRoot2);
 577     if(GetDebug(2)){
 578         cout << "sig=" << sig << " sp=" << sp << endl;
 579     } // end if GetDebug
 580     ixs = TMath::Max(-knx+ix0,0);
 581     ixe = TMath::Min(knx+ix0,seg->Npx()-1);
 582     izs = TMath::Max(-knz+iz0,0);
 583     ize = TMath::Min(knz+iz0,seg->Npz()-1);
 584     for(ix=ixs;ix<=ixe;ix++) for(iz=izs;iz<=ize;iz++){
 585         seg->DetToLocal(ix,iz,x,z); // pixel center
 586         x1  = x;
 587         z1  = z;
 588         x2  = x1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix); // Upper
 589         x1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix);  // Lower
 590         z2  = z1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz); // Upper
 591         z1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz);  // Lower
 592         x1 -= x0+ld; // Distance from where track traveled (taking into account the Lorentz drift)
 593         x2 -= x0+ld; // Distance from where track traveled (taking into account the Lorentz drift)
 594         z1 -= z0; // Distance from where track traveled
 595         z2 -= z0; // Distance from where track traveled
 596         s   = 0.25; // Correction based on definision of Erfc
 597         s  *= TMath::Erfc(sp*x1) - TMath::Erfc(sp*x2);
 598         if(GetDebug(3)){
 599             cout <<"el="<<el<<" ix0="<<ix0<<" ix="<<ix<<" x0="<<x<<
 600                 " iz0="<<iz0<<" iz="<<iz<<" z0="<<z<<
 601                 " sp*x1="<<sp*x1<<" sp*x2="<<sp*x2<<" s="<<s;
 602         } // end if GetDebug
 603         s  *= TMath::Erfc(sp*z1) - TMath::Erfc(sp*z2);
 604         if(GetDebug(3)){
 605             cout<<" sp*z1="<<sp*z1<<" sp*z2="<<sp*z2<<" s="<<s<< endl;
 606         } // end if GetDebug
 607         GetMap()->AddSignal(iz,ix,t,hi,GetModuleNumber(),s*el);
 608     } // end for ix, iz
 609 }
 610 //______________________________________________________________________
 611 void AliITSsimulationSPD::SpreadChargeAsym(Double_t x0,Double_t z0,
 612                                             Int_t ix0,Int_t iz0,
 613                                             Double_t el,Double_t sigx,Double_t sigz,
 614                                             Double_t ld,Int_t t,Int_t hi){
 615     // Spreads the charge over neighboring cells. Assume charge is distributed
 616     // as charge(x,z) = (el/2*pi*sigx*sigz)*exp(-arg)
 617     // arg=((x-x0)*(x-x0)/2*sigx*sigx)+((z-z0*z-z0)/2*sigz*sigz)
 618     // if fLorentz=kTRUE, then x0=x0+ld (Lorentz drift taken into account)
 619     // Defined this way, the integral over all x and z is el.
 620     // Inputs:
 621     //    Double_t x0   x position of point where charge is liberated
 622     //    Double_t z0   z position of point where charge is liberated
 623     //    Int_t    ix0  row of cell corresponding to point x0
 624     //    Int_t    iz0  columb of cell corresponding to point z0
 625     //    Double_t el   number of electrons liberated in this step
 626     //    Double_t sigx Sigma difusion along x for this step (y0 dependent)
 627     //    Double_t sigz Sigma difusion along z for this step (y0 dependent)
 628     //    Double_t ld   lorentz drift in x for this stip (y0 dependent)
 629     //    Int_t    t    track number
 630     //    Int_t    ti   hit track index number
 631     //    Int_t    hi   hit "hit" index number
 632     // Outputs:
 633     //     none.
 634     // Return:
 635     //     none.
 636     const Int_t knx = 3,knz = 2;
 637     const Double_t kRoot2 = 1.414213562; // Sqrt(2).
 638     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 639     Int_t ix,iz,ixs,ixe,izs,ize;
 640     Float_t x,z;
 641     Double_t x1,x2,z1,z2,s,spx,spz;
 642     AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 643
 644
 645     if(GetDebug(4)) Info("SpreadChargeAsym","(x0=%e,z0=%e,ix0=%d,iz0=%d,el=%e,"
 646                          "sig=%e,t=%d,i=%d)",x0,z0,ix0,iz0,el,sigx,sigz,t,hi);
 647     if(sigx<=0.0 || sigz<=0.0) { // if sig<=0 No diffusion to simulate.
 648         GetMap()->AddSignal(iz0,ix0,t,hi,GetModuleNumber(),el);
 649         if(GetDebug(2)){
 650             cout << "sigx<=0.0=" << sigx << endl;
 651             cout << "sigz<=0.0=" << sigz << endl;
 652         } // end if GetDebug
 653         return;
 654     } // end if
 655     spx = 1.0/(sigx*kRoot2);     spz = 1.0/(sigz*kRoot2);
 656     if(GetDebug(2)){
 657         cout << "sigx=" << sigx << " spx=" << spx << endl;
 658         cout << "sigz=" << sigz << " spz=" << spz << endl;
 659     } // end if GetDebug
 660     ixs = TMath::Max(-knx+ix0,0);
 661     ixe = TMath::Min(knx+ix0,seg->Npx()-1);
 662     izs = TMath::Max(-knz+iz0,0);
 663     ize = TMath::Min(knz+iz0,seg->Npz()-1);
 664     for(ix=ixs;ix<=ixe;ix++) for(iz=izs;iz<=ize;iz++){
 665         seg->DetToLocal(ix,iz,x,z); // pixel center
 666         x1  = x;
 667         z1  = z;
 668         x2  = x1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix); // Upper
 669         x1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix);  // Lower
 670         z2  = z1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz); // Upper
 671         z1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz);  // Lower
 672         x1 -= x0+ld; // Distance from where track traveled (taking into account the Lorentz drift)
 673         x2 -= x0+ld; // Distance from where track traveled (taking into account the Lorentz drift)
 674         z1 -= z0; // Distance from where track traveled
 675         z2 -= z0; // Distance from where track traveled
 676         s   = 0.25; // Correction based on definision of Erfc
 677         s  *= TMath::Erfc(spx*x1) - TMath::Erfc(spx*x2);
 678         if(GetDebug(3)){
 679             cout <<"el="<<el<<" ix0="<<ix0<<" ix="<<ix<<" x0="<<x<<
 680                 " iz0="<<iz0<<" iz="<<iz<<" z0="<<z<<
 681                 " spx*x1="<<spx*x1<<" spx*x2="<<spx*x2<<" s="<<s;
 682         } // end if GetDebug
 683         s  *= TMath::Erfc(spz*z1) - TMath::Erfc(spz*z2);
 684         if(GetDebug(3)){
 685             cout<<" spz*z1="<<spz*z1<<" spz*z2="<<spz*z2<<" s="<<s<< endl;
 686         } // end if GetDebug
 687         GetMap()->AddSignal(iz,ix,t,hi,GetModuleNumber(),s*el);
 688     } // end for ix, iz
 689 }
 690 //______________________________________________________________________
 691 void AliITSsimulationSPD::RemoveDeadPixels(AliITSmodule *mod){
 692     //    Removes dead pixels on each module (ladder)
 693     // Inputs:
 694     //    Module Index (0,239)
 695     // Outputs:
 696     //    none.
 697     // Return:
 698     //    none.
 699
 700   Int_t moduleNr = mod->GetIndex();
 701   AliITSCalibrationSPD* calObj = (AliITSCalibrationSPD*) GetCalibrationModel(moduleNr);
 702
 703   Int_t nrDead = calObj->GetNrBad();
 704 //  cout << "Module --> " << moduleNr << endl; // dom
 705 //  cout << "nr of dead " << nrDead << endl; // dom
 706   for (Int_t i=0; i<nrDead; i++) {
 707     GetMap()->DeleteHit(calObj->GetBadColAt(i),calObj->GetBadRowAt(i));
 708 //    cout << "dead index " << i << endl; // dom
 709 //    cout << "col row --> " << calObj->GetDeadColAt(i) << " " << calObj->GetDeadRowAt(i) << endl; // dom
 710   }
 711 }
 712 //______________________________________________________________________
 713 void AliITSsimulationSPD::FrompListToDigits(){
 714     // add noise and electronics, perform the zero suppression and add the
 715     // digit to the list
 716     // Inputs:
 717     //    none.
 718     // Outputs:
 719     //    none.
 720     // Return:
 721     //    none.
 722     static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 723     Int_t j,ix,iz;
 724     Double_t  electronics;
 725     Double_t sig;
 726     const Int_t    knmaxtrk=AliITSdigit::GetNTracks();
 727     static AliITSdigitSPD dig;
 728     AliITSCalibrationSPD* res = (AliITSCalibrationSPD*)GetCalibrationModel(fDetType->GetITSgeom()->GetStartSPD());
 729     if(GetDebug(1)) Info("FrompListToDigits","()");
 730     for(iz=0; iz<GetNPixelsZ(); iz++) for(ix=0; ix<GetNPixelsX(); ix++){
 731 // NEW (for the moment plugged by hand, in the future possibly read from Data Base)
 732 // here parametrize the efficiency of the pixel along the row for the test columns (1,9,17,25)
 733 //        if(iz==1 || iz == 9 || iz == 17 || iz == 25) {
 734 //        Double_t eff,p1=0.,p2=0.;
 735 //        Double_t x=ix;
 736 //        switch (iz) {
 737 //          case 1:   p1=0.63460;p2=0.42438E-01;break;
 738 //          case 9:   p1=0.41090;p2=0.75914E-01;break;
 739 //        case 17:  p1=0.31883;p2=0.91502E-01;break;
 740 //        case 25:  p1=0.48828;p2=0.57975E-01;break;
 741 //         } // end switch
 742 //          eff=1.-p1*exp(-p2*x);
 743 //          if (gRandom->Rndm() >= eff) continue;
 744 //        } // end  if
 745  // END parametrize the efficiency
 746  //
 747         electronics = res->ApplyBaselineAndNoise();
 748         UpdateMapNoise(ix,iz,electronics);
 749         //
 750         // Apply Threshold and write Digits.
 751         sig = GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix);
 752         FillHistograms(ix,iz,sig+electronics);
 753         if(GetDebug(3)){
 754             cout<<sig<<"+"<<electronics<<">threshold("<<ix<<","<<iz
 755                 <<")="<<GetThreshold() <<endl;
 756         } // end if GetDebug
 757         if (sig+electronics <= GetThreshold()) continue;
 758         dig.SetCoord1(iz);
 759         dig.SetCoord2(ix);
 760         dig.SetSignal(1);
 761
 762 //        dig.SetSignalSPD((Int_t) GetMap()->GetSignal(iz,ix));
 763         Double_t aSignal =  GetMap()->GetSignal(iz,ix);
 764         if (TMath::Abs(aSignal)>2147483647.0) {
 765           //PH 2147483647 is the max. integer
 766           //PH This apparently is a problem which needs investigation
 767           AliWarning(Form("Too big or too small signal value %f",aSignal));
 768           aSignal = TMath::Sign((Double_t)2147483647,aSignal);
 769         }
 770         dig.SetSignalSPD((Int_t)aSignal);
 771
 772         for(j=0;j<knmaxtrk;j++){
 773             if (j<GetMap()->GetNEntries()) {
 774                 dig.SetTrack(j,GetMap()->GetTrack(iz,ix,j));
 775                 dig.SetHit(j,GetMap()->GetHit(iz,ix,j));
 776             }else { // Default values
 777                 dig.SetTrack(j,-3);
 778                 dig.SetHit(j,-1);
 779             } // end if GetMap()
 780         } // end for j
 781         if(GetDebug(3)){
 782             cout<<iz<<","<<ix<<","<<*(GetMap()->GetpListItem(iz,ix))<<endl;
 783         } // end if GetDebug
 784         aliITS->AddSimDigit(0,&dig);
 785     } //  for ix/iz
 786 }
 787 //______________________________________________________________________
 788 void AliITSsimulationSPD::CreateHistograms(){
 789     // create 1D histograms for tests
 790     // Inputs:
 791     //    none.
 792     // Outputs:
 793     //    none.
 794     // Return:
 795     //     none.
 796
 797     if(GetDebug(1)) Info("CreateHistograms","create histograms");
 798
 799     fHis = new TObjArray(GetNPixelsZ());
 800     TString fSPDname("spd_");
 801     for(Int_t i=0;i<GetNPixelsZ();i++) {
 802         Char_t pixelz[4];
 803         sprintf(pixelz,"%d",i);
 804         fSPDname.Append(pixelz);
 805         fHis->AddAt(new TH1F(fSPDname.Data(),"SPD maps",
 806                              GetNPixelsX(),0.,(Double_t)GetNPixelsX()),i);
 807     } // end for i
 808 }
 809 //______________________________________________________________________
 810 void AliITSsimulationSPD::FillHistograms(Int_t ix,Int_t iz,Double_t v){
 811     // Fill the histogram
 812     // Inputs:
 813     //    none.
 814     // Outputs:
 815     //    none.
 816     // Return:
 817     //     none.
 818
 819     if(!GetHistArray()) return; // Only fill if setup.
 820     if(GetDebug(2)) Info("FillHistograms","fill histograms");
 821     GetHistogram(iz)->Fill(ix,v);
 822 }
 823 //______________________________________________________________________
 824 void AliITSsimulationSPD::ResetHistograms(){
 825     // Reset histograms for this detector
 826     // Inputs:
 827     //    none.
 828     // Outputs:
 829     //    none.
 830     // Return:
 831     //     none.
 832
 833     if(!GetHistArray()) return; // Only fill if setup.
 834     if(GetDebug(2)) Info("FillHistograms","fill histograms");
 835     for ( int i=0;i<GetNPixelsZ();i++ ) {
 836         if (fHis->At(i))    ((TH1F*)fHis->At(i))->Reset();
 837     } // end for i
 838 }
 839
 840 //______________________________________________________________________
 841 void AliITSsimulationSPD::SetCoupling(Int_t col, Int_t row, Int_t ntrack,
 842                                       Int_t idhit) {
 843     //  Take into account the coupling between adiacent pixels.
 844     //  The parameters probcol and probrow are the probability of the
 845     //  signal in one pixel shared in the two adjacent pixels along
 846     //  the column and row direction, respectively.
 847     //  Note pList is goten via GetMap() and module is not need any more.
 848     //  Otherwise it is identical to that coded by Tiziano Virgili (BSN).
 849     //Begin_Html
 850     /*
 851       <img src="picts/ITS/barimodel_3.gif">
 852       </pre>
 853       <br clear=left>
 854       <font size=+2 color=red>
 855       <a href="mailto:tiziano.virgili@cern.ch"></a>.
 856       </font>
 857       <pre>
 858     */
 859     //End_Html
 860     // Inputs:
 861     //    Int_t col            z cell index
 862     //    Int_t row            x cell index
 863     //    Int_t ntrack         track incex number
 864     //    Int_t idhit          hit index number
 865     // Outputs:
 866     //    none.
 867     // Return:
 868     //     none.
 869     Int_t j1,j2,flag=0;
 870     Double_t pulse1,pulse2;
 871     Double_t couplR=0.0,couplC=0.0;
 872     Double_t xr=0.;
 873
 874     GetCouplings(couplC,couplR);
 875     if(GetDebug(3)) Info("SetCoupling","(col=%d,row=%d,ntrack=%d,idhit=%d) "
 876                          "Calling SetCoupling couplC=%e couplR=%e",
 877                          col,row,ntrack,idhit,couplC,couplR);
 878     j1 = col;
 879     j2 = row;
 880     pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 881     pulse2 = pulse1;
 882     for (Int_t isign=-1;isign<=1;isign+=2){// loop in col direction
 883         do{
 884             j1 += isign;
 885             xr = gRandom->Rndm();
 886             if ((j1<0) || (j1>GetNPixelsZ()-1) || (xr>couplC)){
 887                 j1 = col;
 888                 flag = 1;
 889             }else{
 890                 UpdateMapSignal(row,j1,ntrack,idhit,pulse1);
 891                 //  flag = 0;
 892                 flag = 1; // only first next!!
 893             } // end if
 894         } while(flag == 0);
 895         // loop in row direction
 896         do{
 897             j2 += isign;
 898             xr = gRandom->Rndm();
 899             if ((j2<0) || (j2>GetNPixelsX()-1) || (xr>couplR)){
 900                 j2 = row;
 901                 flag = 1;
 902             }else{
 903                 UpdateMapSignal(j2,col,ntrack,idhit,pulse2);
 904                 //  flag = 0;
 905                 flag = 1; // only first next!!
 906             } // end if
 907         } while(flag == 0);
 908     } // for isign
 909 }
 910 //______________________________________________________________________
 911 void AliITSsimulationSPD::SetCouplingOld(Int_t col, Int_t row,
 912                 Int_t ntrack,Int_t idhit) {
 913     //  Take into account the coupling between adiacent pixels.
 914     //  The parameters probcol and probrow are the fractions of the
 915     //  signal in one pixel shared in the two adjacent pixels along
 916     //  the column and row direction, respectively.
 917     //Begin_Html
 918     /*
 919       <img src="picts/ITS/barimodel_3.gif">
 920       </pre>
 921       <br clear=left>
 922       <font size=+2 color=red>
 923       <a href="mailto:Rocco.Caliandro@ba.infn.it"></a>.
 924       </font>
 925       <pre>
 926     */
 927     //End_Html
 928     // Inputs:
 929     //    Int_t col            z cell index
 930     //    Int_t row            x cell index
 931     //    Int_t ntrack         track incex number
 932     //    Int_t idhit          hit index number
 933     //    Int_t module         module number
 934     // Outputs:
 935     //    none.
 936     // Return:
 937     //     none.
 938     Int_t j1,j2,flag=0;
 939     Double_t pulse1,pulse2;
 940     Double_t couplR=0.0,couplC=0.0;
 941
 942     GetCouplings(couplC,couplR);
 943
 944     //  Debugging ...
 945 //    cout << "Threshold --> " << GetThreshold() << endl;  // dom
 946 //    cout << "Couplings --> " << couplC << " " << couplR << endl;  // dom
 947
 948     if(GetDebug(3)) Info("SetCouplingOld","(col=%d,row=%d,ntrack=%d,idhit=%d) "
 949                          "Calling SetCoupling couplC=%e couplR=%e",
 950                          col,row,ntrack,idhit,couplC,couplR);
 951     for (Int_t isign=-1;isign<=1;isign+=2){// loop in col direction
 952     pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 953     pulse2 = pulse1;
 954     j1 = col;
 955     j2 = row;
 956         do{
 957             j1 += isign;
 958             pulse1 *= couplC;
 959             if ((j1<0)||(j1>GetNPixelsZ()-1)||(pulse1<GetThreshold())){
 960                 pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 961                 j1 = col;
 962                 flag = 1;
 963             }else{
 964                 UpdateMapSignal(row,j1,ntrack,idhit,pulse1);
 965                 // flag = 0;
 966                 flag = 1;  // only first next !!
 967             } // end if
 968         } while(flag == 0);
 969         // loop in row direction
 970         do{
 971             j2 += isign;
 972             pulse2 *= couplR;
 973             if((j2<0)||(j2>(GetNPixelsX()-1))||(pulse2<GetThreshold())){
 974                 pulse2 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 975                 j2 = row;
 976                 flag = 1;
 977             }else{
 978                 UpdateMapSignal(j2,col,ntrack,idhit,pulse2);
 979                 // flag = 0;
 980                 flag = 1; // only first next!!
 981             } // end if
 982         } while(flag == 0);
 983     } // for isign
 984 }