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