ITS/AliITSsimulationSPD.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3 *                                                                        *
   4 * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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  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 <TGeoGlobalMagField.h>
  22 #include <TH1.h>
  23 #include <TString.h>
  24 #include "AliITS.h"
  25 #include "AliITSdigitSPD.h"
  26 #include "AliITShit.h"
  27 #include "AliITSmodule.h"
  28 #include "AliITSpList.h"
  29 #include "AliITSCalibrationSPD.h"
  30 #include "AliITSsegmentationSPD.h"
  31 #include "AliITSsimulationSPD.h"
  32 #include "AliLog.h"
  33 #include "AliRun.h"
  34 #include "AliMagF.h"
  35
  36 //#define DEBUG
  37
  38 ClassImp(AliITSsimulationSPD)
  39 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  40 //  Version: 1
  41 //  Modified by D. Elia, G.E. Bruno, H. Tydesjo
  42 //  Fast diffusion code by Bjorn S. Nilsen
  43 //  March-April 2006
  44 //  October     2007: GetCalibrationObjects() removed
  45 //
  46 //  Version: 0
  47 //  Written by Boris Batyunya
  48 //  December 20 1999
  49 //
  50 //
  51 // AliITSsimulationSPD is to do the simulation of SPDs.
  52 //
  53 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  54
  55 //______________________________________________________________________
  56 AliITSsimulationSPD::AliITSsimulationSPD():
  57 AliITSsimulation(),
  58 fHis(0),
  59 fSPDname(),
  60 fCoupling(),
  61 fLorentz(kFALSE),
  62 fTanLorAng(0),
  63 fStrobe(kTRUE),
  64 fStrobeLenght(4),
  65 fStrobePhase(-12.5e-9){
  66    // Default constructor.
  67    // Inputs:
  68    //    none.
  69    // Outputs:
  70    //    none.
  71    // Return:
  72    //    A default constructed AliITSsimulationSPD class.
  73
  74    AliDebug(1,Form("Calling default constructor"));
  75 //    Init();
  76 }
  77 //______________________________________________________________________
  78 AliITSsimulationSPD::AliITSsimulationSPD(AliITSDetTypeSim *dettyp):
  79 AliITSsimulation(dettyp),
  80 fHis(0),
  81 fSPDname(),
  82 fCoupling(),
  83 fLorentz(kFALSE),
  84 fTanLorAng(0),
  85 fStrobe(kTRUE),
  86 fStrobeLenght(4),
  87 fStrobePhase(-12.5e-9){
  88    // standard constructor
  89    // Inputs:
  90    //    AliITSsegmentation *seg  A pointer to the segmentation class
  91    //                             to be used for this simulation
  92    //    AliITSCalibration     *resp A pointer to the responce class to
  93    //                             be used for this simulation
  94    // Outputs:
  95    //    none.
  96    // Return:
  97    //    A default constructed AliITSsimulationSPD class.
  98
  99    AliDebug(1,Form("Calling standard constructor "));
 100    Init();
 101 }
 102 //______________________________________________________________________
 103 void AliITSsimulationSPD::Init(){
 104    // Initilization
 105    // Inputs:
 106    //    none.
 107    // Outputs:
 108    //    none.
 109    // Return:
 110    //    none.
 111    const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 112
 113    SetModuleNumber(0);
 114    SetEventNumber(0);
 115    SetMap(new AliITSpList(GetNPixelsZ(),GetNPixelsX()));
 116    AliITSSimuParam* simpar = fDetType->GetSimuParam();
 117    AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 118    Double_t bias = simpar->GetSPDBiasVoltage();
 119 //    cout << "Bias Voltage --> " << bias << endl; // dom
 120    simpar->SetDistanceOverVoltage(kmictocm*seg->Dy(),bias);
 121 // set kind of coupling ("old" or "new")
 122    char opt[20];
 123    simpar->GetSPDCouplingOption(opt);
 124    char *old = strstr(opt,"old");
 125    if (old) {
 126        fCoupling=2;
 127    } else {
 128        fCoupling=1;
 129    } // end if
 130    //SetLorentzDrift(kTRUE);
 131    if (fLorentz) SetTanLorAngle();
 132    //SetStrobeGeneration(kFALSE);
 133    if (fStrobe) GenerateStrobePhase();
 134 }
 135 //______________________________________________________________________
 136 Bool_t AliITSsimulationSPD::SetTanLorAngle(Double_t WeightHole) {
 137     // This function set the Tangent of the Lorentz angle.
 138     // A weighted average is used for electrons and holes
 139     // Input: Double_t WeightHole: wheight for hole: it should be in the range [0,1]
 140     // output: Bool_t : kTRUE in case of success
 141     //
 142     if(!fDetType) {
 143       AliError("AliITSsimulationSPD::SetTanLorAngle: AliITSDetTypeSim* fDetType not set ");
 144       return kFALSE;}
 145     if(WeightHole<0) {
 146        WeightHole=0.;
 147        AliWarning("AliITSsimulationSPD::SetTanLorAngle: You have asked for negative Hole weight");
 148        AliWarning("AliITSsimulationSPD::SetTanLorAngle: I'm going to use only electrons");
 149     }
 150     if(WeightHole>1) {
 151        WeightHole=1.;
 152        AliWarning("AliITSsimulationSPD::SetTanLorAngle: You have asked for weight > 1");
 153        AliWarning("AliITSsimulationSPD::SetTanLorAngle: I'm going to use only holes");
 154     }
 155     Double_t WeightEle=1.-WeightHole;
 156     AliITSSimuParam* simpar = fDetType->GetSimuParam();
 157     Double_t pos[3]={0.,0.,0.};
 158     Double_t B[3]={0.,0.,0.};
 159     TGeoGlobalMagField::Instance()->Field(pos,B);
 160     fTanLorAng = TMath::Tan(WeightHole*simpar->LorentzAngleHole(B[2]) +
 161                              WeightEle*simpar->LorentzAngleElectron(B[2]));
 162     fTanLorAng*=-1.; // this only for the old geometry
 163                       // comment the upper line for the new geometry
 164     return kTRUE;
 165 }
 166 //______________________________________________________________________
 167 AliITSsimulationSPD::~AliITSsimulationSPD(){
 168    // destructor
 169    // Inputs:
 170    //    none.
 171    // Outputs:
 172    //    none.
 173    // Return:
 174    //     none.
 175
 176    if (fHis) {
 177        fHis->Delete();
 178        delete fHis;
 179    } // end if fHis
 180 }
 181 //______________________________________________________________________
 182 AliITSsimulationSPD::AliITSsimulationSPD(const
 183                                                    AliITSsimulationSPD
 184                                                    &s) : AliITSsimulation(s),
 185 fHis(s.fHis),
 186 fSPDname(s.fSPDname),
 187 fCoupling(s.fCoupling),
 188 fLorentz(s.fLorentz),
 189 fTanLorAng(s.fTanLorAng),
 190 fStrobe(s.fStrobe),
 191 fStrobeLenght(s.fStrobeLenght),
 192 fStrobePhase(s.fStrobePhase){
 193    //     Copy Constructor
 194    // Inputs:
 195    //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 196    //                                this class is a copy of
 197    // Outputs:
 198    //    none.
 199    // Return:
 200
 201 }
 202 //______________________________________________________________________
 203 AliITSsimulationSPD&  AliITSsimulationSPD::operator=(const
 204                                           AliITSsimulationSPD &s){
 205    //    Assignment operator
 206    // Inputs:
 207    //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 208    //                                this class is a copy of
 209    // Outputs:
 210    //    none.
 211    // Return:
 212
 213    if(&s == this) return *this;
 214    this->fHis = s.fHis;
 215    fCoupling  = s.fCoupling;
 216    fSPDname   = s.fSPDname;
 217    fLorentz   = s.fLorentz;
 218    fTanLorAng = s.fTanLorAng;
 219    fStrobe       = s.fStrobe;
 220    fStrobeLenght = s.fStrobeLenght;
 221    fStrobePhase  = s.fStrobePhase;
 222    return *this;
 223 }
 224 /*
 225 //______________________________________________________________________
 226 AliITSsimulation&  AliITSsimulationSPD::operator=(const
 227                                           AliITSsimulation &s){
 228    //    Assignment operator
 229    // Inputs:
 230    //    AliITSsimulationSPD &s The original class for which
 231    //                                this class is a copy of
 232    // Outputs:
 233    //    none.
 234    // Return:
 235
 236    if(&s == this) return *this;
 237    Error("AliITSsimulationSPD","Not allowed to make a = with "
 238          "AliITSsimulationSPD","Using default creater instead");
 239
 240    return *this;
 241 }
 242 */
 243 //______________________________________________________________________
 244 void AliITSsimulationSPD::InitSimulationModule(Int_t module, Int_t event){
 245    //  This function creates maps to build the list of tracks for each
 246    //  summable digit. Inputs defined by base class.
 247    //  Inputs:
 248    //    Int_t module   // Module number to be simulated
 249    //    Int_t event    // Event number to be simulated
 250    //  Outputs:
 251    //    none
 252    //  Returns:
 253    //    none
 254
 255    AliDebug(1,Form("(module=%d,event=%d)",module,event));
 256    const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 257    AliITSSimuParam* simpar = fDetType->GetSimuParam();
 258    AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 259    SetModuleNumber(module);
 260    SetEventNumber(event);
 261    simpar->SetDistanceOverVoltage(kmictocm*seg->Dy(),simpar->GetSPDBiasVoltage(module));
 262    ClearMap();
 263 }
 264 //_____________________________________________________________________
 265 void AliITSsimulationSPD::SDigitiseModule(AliITSmodule *mod,Int_t,
 266                                               Int_t event){
 267    //  This function begins the work of creating S-Digits.  Inputs defined
 268    //  by base class.
 269    //  Inputs:
 270    //    AliITSmodule *mod  //  module
 271    //    Int_t              //  not used
 272    //    Int_t event        //  Event number
 273    //  Outputs:
 274    //    none
 275    //  Return:
 276    //    test              //  test returns kTRUE if the module contained hits
 277    //                      //  test returns kFALSE if it did not contain hits
 278
 279    AliDebug(1,Form("(mod=%p, ,event=%d)",mod,event));
 280    if(!(mod->GetNhits())){
 281        AliDebug(1,Form("In event %d module %d there are %d hits returning.",
 282                         event, mod->GetIndex(),mod->GetNhits()));
 283        return;// if module has no hits don't create Sdigits
 284    } // end if
 285    SetModuleNumber(mod->GetIndex());
 286    if (fStrobe) if(event != GetEventNumber()) GenerateStrobePhase();
 287    SetEventNumber(event);
 288    InitSimulationModule( GetModuleNumber() , event );
 289    // HitToSDigit(mod);
 290    HitToSDigitFast(mod);
 291    RemoveDeadPixels(mod);
 292 //    cout << "After Remove in SDigitiseModule !!!!!" << endl; // dom
 293 //    cout << "Module " << mod->GetIndex() << " Event " << event << endl; // dom
 294    WriteSDigits();
 295    ClearMap();
 296 }
 297 //______________________________________________________________________
 298 void AliITSsimulationSPD::WriteSDigits(){
 299    //  This function adds each S-Digit to pList
 300    //  Inputs:
 301    //    none.
 302    //  Outputs:
 303    //    none.
 304    //  Return:
 305    //    none
 306    Int_t ix, nix, iz, niz;
 307    static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 308
 309    AliDebug(1,Form("Writing SDigits for module %d",GetModuleNumber()));
 310 //    cout << "WriteSDigits for module " << GetModuleNumber() << endl; // dom
 311    GetMap()->GetMaxMapIndex(niz, nix);
 312    for(iz=0; iz<niz; iz++)for(ix=0; ix<nix; ix++){
 313        if(GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix)>0.0){
 314 //            cout << " Signal gt 0  iz ix " << iz << ix << " Module " << GetModuleNumber() << endl; // dom
 315            aliITS->AddSumDigit(*(GetMap()->GetpListItem(iz,ix)));
 316             if(AliDebugLevel()>0) {
 317               AliDebug(1,Form("%d, %d",iz,ix));
 318               cout << *(GetMap()->GetpListItem(iz,ix)) << endl;
 319            } // end if GetDebug
 320        } // end if GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix)>0.0
 321    } // end for iz,ix
 322    return;
 323 }
 324 //______________________________________________________________________
 325 void AliITSsimulationSPD::FinishSDigitiseModule(){
 326    //  This function calls SDigitsToDigits which creates Digits from SDigits
 327    //  Inputs:
 328    //    none
 329    //  Outputs:
 330    //    none
 331    //  Return
 332    //    none
 333
 334    AliDebug(1,"()");
 335 //    cout << "FinishSDigitiseModule for module " << GetModuleNumber() << endl; // dom
 336    FrompListToDigits(); // Charge To Signal both adds noise and
 337    ClearMap();
 338    return;
 339 }
 340 //______________________________________________________________________
 341 void AliITSsimulationSPD::DigitiseModule(AliITSmodule *mod,Int_t,
 342                                              Int_t event){
 343    //  This function creates Digits straight from the hits and then adds
 344    //  electronic noise to the digits before adding them to pList
 345    //  Each of the input variables is passed along to HitToSDigit
 346    //  Inputs:
 347    //    AliITSmodule *mod     module
 348    //    Int_t                 Dummy.
 349    //    Int_t                 Dummy
 350    //  Outputs:
 351    //     none.
 352    //  Return:
 353    //    none.
 354
 355    if (fStrobe) if(event != GetEventNumber()) GenerateStrobePhase();
 356    AliDebug(1,Form("(mod=%p,,)",mod));
 357    // HitToSDigit(mod);
 358    InitSimulationModule( mod->GetIndex(), event );
 359    HitToSDigitFast(mod);
 360    RemoveDeadPixels(mod);
 361 //    cout << "After Remove in DigitiseModule in module " << mod->GetIndex() << endl; // dom
 362    FrompListToDigits();
 363    ClearMap();
 364 }
 365 //______________________________________________________________________
 366 void AliITSsimulationSPD::HitToSDigit(AliITSmodule *mod){
 367    // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.
 368    // Inputs:
 369    //    AliITSmodule *mod  Pointer to this module
 370    // Output:
 371    //    none.
 372    // Return:
 373    //    none.
 374    const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 375    const Double_t kBunchLenght = 25e-9; // LHC clock
 376    TObjArray *hits = mod->GetHits();
 377    Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
 378    Int_t h,ix,iz,i;
 379    Int_t idtrack;
 380    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;
 381    Double_t x,y,z,t,tp,st,dt=0.2,el,sig,sigx,sigz,fda;
 382    AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 383    AliITSSimuParam *simpar = fDetType->GetSimuParam();
 384    Double_t thick = 0.5*kmictocm*seg->Dy();  // Half Thickness
 385    simpar->GetSPDSigmaDiffusionAsymmetry(fda);  //
 386
 387    AliDebug(1,Form("(mod=%p) fCoupling=%d",mod,fCoupling));
 388    if(nhits<=0) return;
 389    for(h=0;h<nhits;h++){
 390      if(AliDebugLevel()>0) {
 391         AliDebug(1,Form("Hits, %d", h));
 392         cout << *(mod->GetHit(h)) << endl;
 393      } // end if GetDebug
 394      // Check if the hit is inside readout window
 395      if (fStrobe)
 396      if ((mod->GetHit(h)->GetTOF() < fStrobePhase) ||
 397           (mod->GetHit(h)->GetTOF() > (fStrobePhase+(Double_t)fStrobeLenght*kBunchLenght))) continue;
 398        if(!mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)) continue;
 399        st = TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
 400        if(st>0.0){
 401            st = (Double_t)((Int_t)(st/kmictocm)); // number of microns
 402            if(st<=1.0) st = 1.0;
 403            dt = 1.0/st;
 404            for(t=0.0;t<1.0;t+=dt){ // Integrate over t
 405                tp  = t+0.5*dt;
 406                x   = x0+x1*tp;
 407                y   = y0+y1*tp;
 408                z   = z0+z1*tp;
 409                if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 410                //el  = res->GeVToCharge((Double_t)(dt*de));
 411                el  = dt * de / simpar->GetGeVToCharge();
 412                if(GetDebug(1)){
 413                    if(el<=0.0) cout<<"el="<<el<<" dt="<<dt
 414                                    <<" de="<<de<<endl;
 415                } // end if GetDebug
 416                sig = simpar->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 417                sigx=sig;
 418                sigz=sig*fda;
 419                if (fLorentz) ld=(y+thick)*fTanLorAng;
 420                SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,ld,idtrack,h);
 421            } // end for t
 422        } else { // st == 0.0 deposit it at this point
 423            x   = x0;
 424            y   = y0;
 425            z   = z0;
 426            if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 427            //el  = res->GeVToCharge((Double_t)de);
 428            el  = de / simpar->GetGeVToCharge();
 429            sig = simpar->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 430            sigx=sig;
 431            sigz=sig*fda;
 432            if (fLorentz) ld=(y+thick)*fTanLorAng;
 433            SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,ld,idtrack,h);
 434        } // end if st>0.0
 435
 436    } // Loop over all hits h
 437
 438        // Coupling
 439        switch (fCoupling) {
 440        default:
 441            break;
 442        case 1: //case 3:
 443            for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 444                if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 445                else{
 446                    GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 447                    SetCoupling(iz,ix,idtrack,h);
 448                } // end for i
 449            break;
 450        case 2: // case 4:
 451            for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 452                if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 453                else{
 454                    GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 455                    SetCouplingOld(iz,ix,idtrack,h);
 456                } // end for i
 457            break;
 458        } // end switch
 459    if(GetDebug(2))Info("HitToSDigit","Finished fCoupling=%d",fCoupling);
 460 }
 461 //______________________________________________________________________
 462 void AliITSsimulationSPD::HitToSDigitFast(AliITSmodule *mod){
 463    // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.    // Inputs:
 464    //    AliITSmodule *mod  Pointer to this module
 465    // Output:
 466    //    none.
 467    // Return:
 468    //    none.
 469    const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 470    const Int_t kn10=10;
 471    const Double_t kti[kn10]={7.443716945e-3,2.166976971e-1,3.397047841e-1,
 472                            4.325316833e-1,4.869532643e-1,5.130467358e-1,
 473                            5.674683167e-1,6.602952159e-1,7.833023029e-1,
 474                            9.255628306e-1};
 475    const Double_t kwi[kn10]={1.477621124e-1,1.346333597e-1,1.095431813e-1,
 476                            7.472567455e-2,3.333567215e-2,3.333567215e-2,
 477                            7.472567455e-2,1.095431813e-1,1.346333597e-1,
 478                            1.477621124e-1};
 479    const Double_t kBunchLenght = 25e-9; // LHC clock
 480    TObjArray *hits = mod->GetHits();
 481    Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
 482    Int_t h,ix,iz,i;
 483    Int_t idtrack;
 484    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;
 485    Double_t x,y,z,t,st,el,sig,sigx,sigz,fda;
 486    AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 487    AliITSSimuParam* simpar = fDetType->GetSimuParam();
 488    Double_t thick = 0.5*kmictocm*seg->Dy();  // Half thickness
 489    simpar->GetSPDSigmaDiffusionAsymmetry(fda);
 490 //    cout << "Half Thickness " << thick << endl;  // dom
 491 //    cout << "Diffusion asymm " << fda << endl;  // dom
 492
 493    AliDebug(1,Form("(mod=%p) fCoupling=%d",mod,fCoupling));
 494    if(nhits<=0) return;
 495    for(h=0;h<nhits;h++){
 496      if(AliDebugLevel()>0) {
 497        AliDebug(1,Form("Hits, %d", h));
 498        cout << *(mod->GetHit(h)) << endl;
 499      } // end if GetDebug
 500      // Check if the hit is inside readout window
 501      if (fStrobe)
 502      if ((mod->GetHit(h)->GetTOF() < fStrobePhase) ||
 503           (mod->GetHit(h)->GetTOF() > (fStrobePhase+(Double_t)fStrobeLenght*kBunchLenght))) continue;
 504        if(!mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)) continue;
 505        st = TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
 506        if(st>0.0) for(i=0;i<kn10;i++){ // Integrate over t
 507            t   = kti[i];
 508            x   = x0+x1*t;
 509            y   = y0+y1*t;
 510            z   = z0+z1*t;
 511                if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 512                el  = kwi[i]*de/simpar->GetGeVToCharge();
 513                if(GetDebug(1)){
 514                    if(el<=0.0) cout<<"el="<<el<<" kwi["<<i<<"]="<<kwi[i]
 515                                    <<" de="<<de<<endl;
 516                } // end if GetDebug
 517                sig = simpar->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 518                sigx=sig;
 519                sigz=sig*fda;
 520                if (fLorentz) ld=(y+thick)*fTanLorAng;
 521                SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,ld,idtrack,h);
 522 //                cout << "sigx sigz " << sigx << " " << sigz << endl; // dom
 523            } // end for i // End Integrate over t
 524        else { // st == 0.0 deposit it at this point
 525            x   = x0;
 526            y   = y0;
 527            z   = z0;
 528            if(!(seg->LocalToDet(x,z,ix,iz))) continue; // outside
 529            el  = de / simpar->GetGeVToCharge();
 530            sig = simpar->SigmaDiffusion1D(TMath::Abs(thick + y));
 531            sigx=sig;
 532            sigz=sig*fda;
 533            if (fLorentz) ld=(y+thick)*fTanLorAng;
 534            SpreadChargeAsym(x,z,ix,iz,el,sigx,sigz,ld,idtrack,h);
 535        } // end if st>0.0
 536
 537    } // Loop over all hits h
 538
 539        // Coupling
 540        switch (fCoupling) {
 541        default:
 542            break;
 543        case 1: // case 3:
 544            for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 545                if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 546                else{
 547                    GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 548                    SetCoupling(iz,ix,idtrack,h);
 549                } // end for i
 550            break;
 551        case 2: // case 4:
 552            for(i=0;i<GetMap()->GetEntries();i++)
 553                if(GetMap()->GetpListItem(i)==0) continue;
 554                else{
 555                    GetMap()->GetMapIndex(GetMap()->GetpListItem(i)->GetIndex(),iz,ix);
 556                    SetCouplingOld(iz,ix,idtrack,h);
 557                } // end for i
 558            break;
 559        } // end switch
 560    if(GetDebug(2))Info("HitToSDigit","Finished fCoupling=%d",fCoupling);
 561 }
 562 //______________________________________________________________________
 563 void AliITSsimulationSPD::SpreadCharge(Double_t x0,Double_t z0,
 564                                            Int_t ix0,Int_t iz0,
 565                                             Double_t el,Double_t sig,Double_t ld,
 566                                             Int_t t,Int_t hi){
 567    // Spreads the charge over neighboring cells. Assume charge is distributed
 568    // as charge(x,z) = (el/2*pi*sig*sig)*exp(-arg)
 569    // arg=((x-x0)*(x-x0)/2*sig*sig)+((z-z0*z-z0)/2*sig*sig)
 570    // if fLorentz=kTRUE, then x0=x0+ld (Lorentz drift taken into account)
 571    // Defined this way, the integral over all x and z is el.
 572    // Inputs:
 573    //    Double_t x0   x position of point where charge is liberated
 574    //    Double_t z0   z position of point where charge is liberated
 575    //    Int_t    ix0  row of cell corresponding to point x0
 576    //    Int_t    iz0  columb of cell corresponding to point z0
 577    //    Double_t el   number of electrons liberated in this step
 578    //    Double_t sig  Sigma difusion for this step (y0 dependent)
 579    //    Double_t ld   lorentz drift in x for this step (y0 dependent)
 580    //    Int_t    t    track number
 581    //    Int_t    ti   hit track index number
 582    //    Int_t    hi   hit "hit" index number
 583    // Outputs:
 584    //     none.
 585    // Return:
 586    //     none.
 587    const Int_t knx = 3,knz = 2;
 588    const Double_t kRoot2 = 1.414213562; // Sqrt(2).
 589    const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 590    Int_t ix,iz,ixs,ixe,izs,ize;
 591    Float_t x,z;
 592    Double_t x1,x2,z1,z2,s,sp;
 593    AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 594
 595
 596    if(GetDebug(4)) Info("SpreadCharge","(x0=%e,z0=%e,ix0=%d,iz0=%d,el=%e,"
 597                         "sig=%e,t=%d,i=%d)",x0,z0,ix0,iz0,el,sig,t,hi);
 598    if(sig<=0.0) { // if sig<=0 No diffusion to simulate.
 599        GetMap()->AddSignal(iz0,ix0,t,hi,GetModuleNumber(),el);
 600        if(GetDebug(2)){
 601            cout << "sig<=0.0=" << sig << endl;
 602        } // end if GetDebug
 603        return;
 604    } // end if
 605    sp = 1.0/(sig*kRoot2);
 606    if(GetDebug(2)){
 607        cout << "sig=" << sig << " sp=" << sp << endl;
 608    } // end if GetDebug
 609    ixs = TMath::Max(-knx+ix0,0);
 610    ixe = TMath::Min(knx+ix0,seg->Npx()-1);
 611    izs = TMath::Max(-knz+iz0,0);
 612    ize = TMath::Min(knz+iz0,seg->Npz()-1);
 613    for(ix=ixs;ix<=ixe;ix++) for(iz=izs;iz<=ize;iz++){
 614        seg->DetToLocal(ix,iz,x,z); // pixel center
 615        x1  = x;
 616        z1  = z;
 617        x2  = x1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix); // Upper
 618        x1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix);  // Lower
 619        z2  = z1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz); // Upper
 620        z1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz);  // Lower
 621        x1 -= x0+ld; // Distance from where track traveled (taking into account the Lorentz drift)
 622        x2 -= x0+ld; // Distance from where track traveled (taking into account the Lorentz drift)
 623        z1 -= z0; // Distance from where track traveled
 624        z2 -= z0; // Distance from where track traveled
 625        s   = 0.25; // Correction based on definision of Erfc
 626        s  *= TMath::Erfc(sp*x1) - TMath::Erfc(sp*x2);
 627        if(GetDebug(3)){
 628            cout <<"el="<<el<<" ix0="<<ix0<<" ix="<<ix<<" x0="<<x<<
 629                " iz0="<<iz0<<" iz="<<iz<<" z0="<<z<<
 630                " sp*x1="<<sp*x1<<" sp*x2="<<sp*x2<<" s="<<s;
 631        } // end if GetDebug
 632        s  *= TMath::Erfc(sp*z1) - TMath::Erfc(sp*z2);
 633        if(GetDebug(3)){
 634            cout<<" sp*z1="<<sp*z1<<" sp*z2="<<sp*z2<<" s="<<s<< endl;
 635        } // end if GetDebug
 636        GetMap()->AddSignal(iz,ix,t,hi,GetModuleNumber(),s*el);
 637    } // end for ix, iz
 638 }
 639 //______________________________________________________________________
 640 void AliITSsimulationSPD::SpreadChargeAsym(Double_t x0,Double_t z0,
 641                                            Int_t ix0,Int_t iz0,
 642                                            Double_t el,Double_t sigx,Double_t sigz,
 643                                            Double_t ld,Int_t t,Int_t hi){
 644    // Spreads the charge over neighboring cells. Assume charge is distributed
 645    // as charge(x,z) = (el/2*pi*sigx*sigz)*exp(-arg)
 646    // arg=((x-x0)*(x-x0)/2*sigx*sigx)+((z-z0*z-z0)/2*sigz*sigz)
 647    // if fLorentz=kTRUE, then x0=x0+ld (Lorentz drift taken into account)
 648    // Defined this way, the integral over all x and z is el.
 649    // Inputs:
 650    //    Double_t x0   x position of point where charge is liberated
 651    //    Double_t z0   z position of point where charge is liberated
 652    //    Int_t    ix0  row of cell corresponding to point x0
 653    //    Int_t    iz0  columb of cell corresponding to point z0
 654    //    Double_t el   number of electrons liberated in this step
 655    //    Double_t sigx Sigma difusion along x for this step (y0 dependent)
 656    //    Double_t sigz Sigma difusion along z for this step (y0 dependent)
 657    //    Double_t ld   lorentz drift in x for this stip (y0 dependent)
 658    //    Int_t    t    track number
 659    //    Int_t    ti   hit track index number
 660    //    Int_t    hi   hit "hit" index number
 661    // Outputs:
 662    //     none.
 663    // Return:
 664    //     none.
 665    const Int_t knx = 3,knz = 2;
 666    const Double_t kRoot2 = 1.414213562; // Sqrt(2).
 667    const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
 668    Int_t ix,iz,ixs,ixe,izs,ize;
 669    Float_t x,z;
 670    Double_t x1,x2,z1,z2,s,spx,spz;
 671    AliITSsegmentationSPD* seg = (AliITSsegmentationSPD*)GetSegmentationModel(0);
 672
 673
 674    if(GetDebug(4)) Info("SpreadChargeAsym","(x0=%e,z0=%e,ix0=%d,iz0=%d,el=%e,"
 675                         "sig=%e,t=%d,i=%d)",x0,z0,ix0,iz0,el,sigx,sigz,t,hi);
 676    if(sigx<=0.0 || sigz<=0.0) { // if sig<=0 No diffusion to simulate.
 677        GetMap()->AddSignal(iz0,ix0,t,hi,GetModuleNumber(),el);
 678        if(GetDebug(2)){
 679            cout << "sigx<=0.0=" << sigx << endl;
 680            cout << "sigz<=0.0=" << sigz << endl;
 681        } // end if GetDebug
 682        return;
 683    } // end if
 684    spx = 1.0/(sigx*kRoot2);     spz = 1.0/(sigz*kRoot2);
 685    if(GetDebug(2)){
 686        cout << "sigx=" << sigx << " spx=" << spx << endl;
 687        cout << "sigz=" << sigz << " spz=" << spz << endl;
 688    } // end if GetDebug
 689    ixs = TMath::Max(-knx+ix0,0);
 690    ixe = TMath::Min(knx+ix0,seg->Npx()-1);
 691    izs = TMath::Max(-knz+iz0,0);
 692    ize = TMath::Min(knz+iz0,seg->Npz()-1);
 693    for(ix=ixs;ix<=ixe;ix++) for(iz=izs;iz<=ize;iz++){
 694        seg->DetToLocal(ix,iz,x,z); // pixel center
 695        x1  = x;
 696        z1  = z;
 697        x2  = x1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix); // Upper
 698        x1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpx(ix);  // Lower
 699        z2  = z1 + 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz); // Upper
 700        z1 -= 0.5*kmictocm*seg->Dpz(iz);  // Lower
 701        x1 -= x0+ld; // Distance from where track traveled (taking into account the Lorentz drift)
 702        x2 -= x0+ld; // Distance from where track traveled (taking into account the Lorentz drift)
 703        z1 -= z0; // Distance from where track traveled
 704        z2 -= z0; // Distance from where track traveled
 705        s   = 0.25; // Correction based on definision of Erfc
 706        s  *= TMath::Erfc(spx*x1) - TMath::Erfc(spx*x2);
 707        if(GetDebug(3)){
 708            cout <<"el="<<el<<" ix0="<<ix0<<" ix="<<ix<<" x0="<<x<<
 709                " iz0="<<iz0<<" iz="<<iz<<" z0="<<z<<
 710                " spx*x1="<<spx*x1<<" spx*x2="<<spx*x2<<" s="<<s;
 711        } // end if GetDebug
 712        s  *= TMath::Erfc(spz*z1) - TMath::Erfc(spz*z2);
 713        if(GetDebug(3)){
 714            cout<<" spz*z1="<<spz*z1<<" spz*z2="<<spz*z2<<" s="<<s<< endl;
 715        } // end if GetDebug
 716        GetMap()->AddSignal(iz,ix,t,hi,GetModuleNumber(),s*el);
 717    } // end for ix, iz
 718 }
 719 //______________________________________________________________________
 720 void AliITSsimulationSPD::RemoveDeadPixels(AliITSmodule *mod){
 721    //    Removes dead pixels on each module (ladder)
 722    // Inputs:
 723    //    Module Index (0,239)
 724    // Outputs:
 725    //    none.
 726    // Return:
 727    //    none.
 728
 729  Int_t moduleNr = mod->GetIndex();
 730  AliITSCalibrationSPD* calObj = (AliITSCalibrationSPD*) GetCalibrationModel(moduleNr);
 731
 732  Int_t nrDead = calObj->GetNrBad();
 733 //  cout << "Module --> " << moduleNr << endl; // dom
 734 //  cout << "nr of dead " << nrDead << endl; // dom
 735  for (Int_t i=0; i<nrDead; i++) {
 736    GetMap()->DeleteHit(calObj->GetBadColAt(i),calObj->GetBadRowAt(i));
 737 //    cout << "dead index " << i << endl; // dom
 738 //    cout << "col row --> " << calObj->GetDeadColAt(i) << " " << calObj->GetDeadRowAt(i) << endl; // dom
 739  }
 740 }
 741 //______________________________________________________________________
 742 void AliITSsimulationSPD::FrompListToDigits(){
 743    // add noise and electronics, perform the zero suppression and add the
 744    // digit to the list
 745    // Inputs:
 746    //    none.
 747    // Outputs:
 748    //    none.
 749    // Return:
 750    //    none.
 751    static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 752    Int_t j,ix,iz;
 753    Double_t  electronics;
 754    Double_t sig;
 755    const Int_t    knmaxtrk=AliITSdigit::GetNTracks();
 756    static AliITSdigitSPD dig;
 757    AliITSSimuParam *simpar = fDetType->GetSimuParam();
 758    if(GetDebug(1)) Info("FrompListToDigits","()");
 759    for(iz=0; iz<GetNPixelsZ(); iz++) for(ix=0; ix<GetNPixelsX(); ix++){
 760 // NEW (for the moment plugged by hand, in the future possibly read from Data Base)
 761 // here parametrize the efficiency of the pixel along the row for the test columns (1,9,17,25)
 762 //        if(iz==1 || iz == 9 || iz == 17 || iz == 25) {
 763 //        Double_t eff,p1=0.,p2=0.;
 764 //        Double_t x=ix;
 765 //        switch (iz) {
 766 //          case 1:   p1=0.63460;p2=0.42438E-01;break;
 767 //          case 9:   p1=0.41090;p2=0.75914E-01;break;
 768 //        case 17:  p1=0.31883;p2=0.91502E-01;break;
 769 //        case 25:  p1=0.48828;p2=0.57975E-01;break;
 770 //         } // end switch
 771 //          eff=1.-p1*exp(-p2*x);
 772 //          if (gRandom->Rndm() >= eff) continue;
 773 //        } // end  if
 774 // END parametrize the efficiency
 775 //
 776        electronics = simpar->ApplySPDBaselineAndNoise();
 777        UpdateMapNoise(ix,iz,electronics);
 778        //
 779        // Apply Threshold and write Digits.
 780        sig = GetMap()->GetSignalOnly(iz,ix);
 781        FillHistograms(ix,iz,sig+electronics);
 782        if(GetDebug(3)){
 783            cout<<sig<<"+"<<electronics<<">threshold("<<ix<<","<<iz
 784                <<")="<<GetThreshold() <<endl;
 785        } // end if GetDebug
 786        if (sig+electronics <= GetThreshold()) continue;
 787        dig.SetCoord1(iz);
 788        dig.SetCoord2(ix);
 789        dig.SetSignal(1);
 790
 791 //        dig.SetSignalSPD((Int_t) GetMap()->GetSignal(iz,ix));
 792        Double_t aSignal =  GetMap()->GetSignal(iz,ix);
 793        if (TMath::Abs(aSignal)>2147483647.0) {
 794          //PH 2147483647 is the max. integer
 795          //PH This apparently is a problem which needs investigation
 796          AliWarning(Form("Too big or too small signal value %f",aSignal));
 797          aSignal = TMath::Sign((Double_t)2147483647,aSignal);
 798        }
 799        dig.SetSignalSPD((Int_t)aSignal);
 800
 801        for(j=0;j<knmaxtrk;j++){
 802            if (j<GetMap()->GetNEntries()) {
 803                dig.SetTrack(j,GetMap()->GetTrack(iz,ix,j));
 804                dig.SetHit(j,GetMap()->GetHit(iz,ix,j));
 805            }else { // Default values
 806                dig.SetTrack(j,-3);
 807                dig.SetHit(j,-1);
 808            } // end if GetMap()
 809        } // end for j
 810        if(GetDebug(3)){
 811            cout<<iz<<","<<ix<<","<<*(GetMap()->GetpListItem(iz,ix))<<endl;
 812        } // end if GetDebug
 813        aliITS->AddSimDigit(0,&dig);
 814    } //  for ix/iz
 815 }
 816 //______________________________________________________________________
 817 void AliITSsimulationSPD::CreateHistograms(){
 818    // create 1D histograms for tests
 819    // Inputs:
 820    //    none.
 821    // Outputs:
 822    //    none.
 823    // Return:
 824    //     none.
 825
 826    if(GetDebug(1)) Info("CreateHistograms","create histograms");
 827
 828    fHis = new TObjArray(GetNPixelsZ());
 829    fSPDname="spd_";
 830    for(Int_t i=0;i<GetNPixelsZ();i++) {
 831        Char_t pixelz[4];
 832        sprintf(pixelz,"%d",i);
 833        fSPDname.Append(pixelz);
 834        fHis->AddAt(new TH1F(fSPDname.Data(),"SPD maps",
 835                             GetNPixelsX(),0.,(Double_t)GetNPixelsX()),i);
 836    } // end for i
 837 }
 838 //______________________________________________________________________
 839 void AliITSsimulationSPD::FillHistograms(Int_t ix,Int_t iz,Double_t v){
 840    // Fill the histogram
 841    // Inputs:
 842    //    none.
 843    // Outputs:
 844    //    none.
 845    // Return:
 846    //     none.
 847
 848    if(!GetHistArray()) return; // Only fill if setup.
 849    if(GetDebug(2)) Info("FillHistograms","fill histograms");
 850    GetHistogram(iz)->Fill(ix,v);
 851 }
 852 //______________________________________________________________________
 853 void AliITSsimulationSPD::ResetHistograms(){
 854    // Reset histograms for this detector
 855    // Inputs:
 856    //    none.
 857    // Outputs:
 858    //    none.
 859    // Return:
 860    //     none.
 861
 862    if(!GetHistArray()) return; // Only fill if setup.
 863    if(GetDebug(2)) Info("FillHistograms","fill histograms");
 864    for ( int i=0;i<GetNPixelsZ();i++ ) {
 865        if (fHis->At(i))    ((TH1F*)fHis->At(i))->Reset();
 866    } // end for i
 867 }
 868
 869 //______________________________________________________________________
 870 void AliITSsimulationSPD::SetCoupling(Int_t col, Int_t row, Int_t ntrack,
 871                                       Int_t idhit) {
 872    //  Take into account the coupling between adiacent pixels.
 873    //  The parameters probcol and probrow are the probability of the
 874    //  signal in one pixel shared in the two adjacent pixels along
 875    //  the column and row direction, respectively.
 876    //  Note pList is goten via GetMap() and module is not need any more.
 877    //  Otherwise it is identical to that coded by Tiziano Virgili (BSN).
 878    //Begin_Html
 879    /*
 880      <img src="picts/ITS/barimodel_3.gif">
 881      </pre>
 882      <br clear=left>
 883      <font size=+2 color=red>
 884      <a href="mailto:tiziano.virgili@cern.ch"></a>.
 885      </font>
 886      <pre>
 887    */
 888    //End_Html
 889    // Inputs:
 890    //    Int_t col            z cell index
 891    //    Int_t row            x cell index
 892    //    Int_t ntrack         track incex number
 893    //    Int_t idhit          hit index number
 894    // Outputs:
 895    //    none.
 896    // Return:
 897    //     none.
 898    Int_t j1,j2,flag=0;
 899    Double_t pulse1,pulse2;
 900    Double_t couplR=0.0,couplC=0.0;
 901    Double_t xr=0.;
 902
 903    GetCouplings(couplC,couplR);
 904    if(GetDebug(3)) Info("SetCoupling","(col=%d,row=%d,ntrack=%d,idhit=%d) "
 905                         "Calling SetCoupling couplC=%e couplR=%e",
 906                         col,row,ntrack,idhit,couplC,couplR);
 907    j1 = col;
 908    j2 = row;
 909    pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 910    pulse2 = pulse1;
 911    for (Int_t isign=-1;isign<=1;isign+=2){// loop in col direction
 912        do{
 913            j1 += isign;
 914            xr = gRandom->Rndm();
 915            if ((j1<0) || (j1>GetNPixelsZ()-1) || (xr>couplC)){
 916                j1 = col;
 917                flag = 1;
 918            }else{
 919                UpdateMapSignal(row,j1,ntrack,idhit,pulse1);
 920                //  flag = 0;
 921                flag = 1; // only first next!!
 922            } // end if
 923        } while(flag == 0);
 924        // loop in row direction
 925        do{
 926            j2 += isign;
 927            xr = gRandom->Rndm();
 928            if ((j2<0) || (j2>GetNPixelsX()-1) || (xr>couplR)){
 929                j2 = row;
 930                flag = 1;
 931            }else{
 932                UpdateMapSignal(j2,col,ntrack,idhit,pulse2);
 933                //  flag = 0;
 934                flag = 1; // only first next!!
 935            } // end if
 936        } while(flag == 0);
 937    } // for isign
 938 }
 939 //______________________________________________________________________
 940 void AliITSsimulationSPD::SetCouplingOld(Int_t col, Int_t row,
 941                Int_t ntrack,Int_t idhit) {
 942    //  Take into account the coupling between adiacent pixels.
 943    //  The parameters probcol and probrow are the fractions of the
 944    //  signal in one pixel shared in the two adjacent pixels along
 945    //  the column and row direction, respectively.
 946    //Begin_Html
 947    /*
 948      <img src="picts/ITS/barimodel_3.gif">
 949      </pre>
 950      <br clear=left>
 951      <font size=+2 color=red>
 952      <a href="mailto:Rocco.Caliandro@ba.infn.it"></a>.
 953      </font>
 954      <pre>
 955    */
 956    //End_Html
 957    // Inputs:
 958    //    Int_t col            z cell index
 959    //    Int_t row            x cell index
 960    //    Int_t ntrack         track incex number
 961    //    Int_t idhit          hit index number
 962    //    Int_t module         module number
 963    // Outputs:
 964    //    none.
 965    // Return:
 966    //     none.
 967    Int_t j1,j2,flag=0;
 968    Double_t pulse1,pulse2;
 969    Double_t couplR=0.0,couplC=0.0;
 970
 971    GetCouplings(couplC,couplR);
 972
 973    //  Debugging ...
 974 //    cout << "Threshold --> " << GetThreshold() << endl;  // dom
 975 //    cout << "Couplings --> " << couplC << " " << couplR << endl;  // dom
 976
 977    if(GetDebug(3)) Info("SetCouplingOld","(col=%d,row=%d,ntrack=%d,idhit=%d) "
 978                         "Calling SetCoupling couplC=%e couplR=%e",
 979                         col,row,ntrack,idhit,couplC,couplR);
 980    for (Int_t isign=-1;isign<=1;isign+=2){// loop in col direction
 981    pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 982    pulse2 = pulse1;
 983    j1 = col;
 984    j2 = row;
 985        do{
 986            j1 += isign;
 987            pulse1 *= couplC;
 988            if ((j1<0)||(j1>GetNPixelsZ()-1)||(pulse1<GetThreshold())){
 989                pulse1 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
 990                j1 = col;
 991                flag = 1;
 992            }else{
 993                UpdateMapSignal(row,j1,ntrack,idhit,pulse1);
 994                // flag = 0;
 995                flag = 1;  // only first next !!
 996            } // end if
 997        } while(flag == 0);
 998        // loop in row direction
 999        do{
1000            j2 += isign;
1001            pulse2 *= couplR;
1002            if((j2<0)||(j2>(GetNPixelsX()-1))||(pulse2<GetThreshold())){
1003                pulse2 = GetMap()->GetSignalOnly(col,row);
1004                j2 = row;
1005                flag = 1;
1006            }else{
1007                UpdateMapSignal(j2,col,ntrack,idhit,pulse2);
1008                // flag = 0;
1009                flag = 1; // only first next!!
1010            } // end if
1011        } while(flag == 0);
1012    } // for isign
1013 }
1014 //______________________________________________________________________
1015 void AliITSsimulationSPD::GenerateStrobePhase()
1016 {
1017  // Generate randomly the strobe
1018  // phase w.r.t to the LHC clock
1019  // Done once per event
1020    const Double_t kBunchLenght = 25e-9; // LHC clock
1021    fStrobePhase = ((Double_t)gRandom->Integer(fStrobeLenght))*kBunchLenght-
1022                   (Double_t)fStrobeLenght*kBunchLenght+
1023                   kBunchLenght/2;
1024 }
1025