Transition to NewIO
[u/mrichter/AliRoot.git] / ITS / AliITSsimulationSPDdubna.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
6  *                                                                        *
7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15
16 /*
17 $Log$
18 Revision 1.3.6.2  2003/05/19 16:24:40  hristov
19 Merging with v3-09-09 (partial, AliITCclustererV2 is excluded from compilation and has to be adapted to NewIO, AliITStrackerV2 needs additional changes)
20
21 Revision 1.10  2003/01/22 01:58:38  nilsen
22 Small patch to allow new Dubna modle to reproduce BS model.
23
24 Revision 1.9  2002/10/22 14:45:45  alibrary
25 Introducing Riostream.h
26
27 Revision 1.8  2002/10/14 14:57:08  hristov
28 Merging the VirtualMC branch to the main development branch (HEAD)
29
30 Revision 1.3.8.2  2002/10/14 13:14:08  hristov
31 Updating VirtualMC to v3-09-02
32
33 Revision 1.7  2002/09/09 17:23:28  nilsen
34 Minor changes in support of changes to AliITSdigitS?D class'.
35
36 Revision 1.6  2002/08/21 22:09:58  nilsen
37 Updated SPD simulation with difusion effects. ReWritten Hit to SDigits
38 code.
39
40 */
41 #include <Riostream.h>
42 #include <TRandom.h>
43 #include <TH1.h>
44 #include <TMath.h>
45 #include <TString.h>
46 #include <TParticle.h>
47
48 #include "AliRun.h"
49 #include "AliITS.h"
50 #include "AliITShit.h"
51 #include "AliITSdigit.h"
52 #include "AliITSmodule.h"
53 #include "AliITSMapA2.h" 
54 #include "AliITSpList.h"
55 #include "AliITSsimulationSPDdubna.h"
56 #include "AliITSsegmentationSPD.h"
57 #include "AliITSresponseSPDdubna.h"
58
59 //#define DEBUG
60
61 ClassImp(AliITSsimulationSPDdubna)
62 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
63 // Version: 0
64 // Written by Boris Batyunya
65 // December 20 1999
66 //
67 // AliITSsimulationSPDdubna is the simulation of SPDs
68 //______________________________________________________________________
69
70
71 AliITSsimulationSPDdubna::AliITSsimulationSPDdubna(){
72     // constructor
73
74     fResponse = 0;
75     fSegmentation = 0;
76     fMapA2 = 0;
77     fpList = 0;
78     fModule = 0;
79     fEvent = 0;
80     fHis = 0;
81     fNoise = 0.;
82     fBaseline = 0.;
83     fNPixelsZ = 0;
84     fNPixelsX = 0;
85 }
86 //______________________________________________________________________
87 AliITSsimulationSPDdubna::AliITSsimulationSPDdubna(AliITSsegmentation *seg,
88                                                    AliITSresponse *resp){
89     // standard constructor
90     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
91
92     fHis = 0;
93     fResponse = resp;
94     fSegmentation = seg;
95     fModule = 0;
96     fEvent = 0;
97
98     fNPixelsZ=GetSeg()->Npz();
99     fNPixelsX=GetSeg()->Npx();
100
101     GetResp()->GetNoiseParam(fNoise,fBaseline);
102     GetResp()->SetDistanceOverVoltage(kmictocm*GetSeg()->Dy(),50.0);
103
104 //    fMapA2 = new AliITSMapA2(GetSeg());
105     fMapA2 = 0;
106
107     fpList = new AliITSpList(fNPixelsZ+1,fNPixelsX+1);
108
109 }
110 //______________________________________________________________________
111 AliITSsimulationSPDdubna::~AliITSsimulationSPDdubna(){
112     // destructor
113
114     if(fMapA2) delete fMapA2;
115
116     if (fHis) {
117         fHis->Delete(); 
118         delete fHis;     
119     } // end if fHis
120 }
121 //______________________________________________________________________
122 AliITSsimulationSPDdubna::AliITSsimulationSPDdubna(const 
123                                                    AliITSsimulationSPDdubna 
124                                                    &source){
125     //     Copy Constructor 
126     if(&source == this) return;
127     this->fMapA2 = source.fMapA2;
128     this->fNoise = source.fNoise;
129     this->fBaseline = source.fBaseline;
130     this->fNPixelsX = source.fNPixelsX;
131     this->fNPixelsZ = source.fNPixelsZ;
132     this->fHis = source.fHis;
133     return;
134 }
135 //______________________________________________________________________
136 AliITSsimulationSPDdubna&  AliITSsimulationSPDdubna::operator=(const 
137                                            AliITSsimulationSPDdubna &source){
138     //    Assignment operator
139     if(&source == this) return *this;
140     this->fMapA2 = source.fMapA2;
141     this->fNoise = source.fNoise;
142     this->fBaseline = source.fBaseline;
143     this->fNPixelsX = source.fNPixelsX;
144     this->fNPixelsZ = source.fNPixelsZ;
145     this->fHis = source.fHis;
146     return *this;
147 }
148 //______________________________________________________________________
149 void AliITSsimulationSPDdubna::InitSimulationModule(Int_t module, Int_t event){
150     //  This function creates maps to build the list of tracks for each
151     //  summable digit.
152     //
153     //  Inputs:
154     //    Int_t module   // Module number to be simulated
155     //    Int_t event    // Event number to be simulated
156     //
157     //  Outputs:
158     //    none
159     //
160     //  Returns:
161     //    none
162
163     fModule = module;
164     fEvent  = event;
165 //    fMapA2->ClearMap();
166     fpList->ClearMap();
167 }
168 //_____________________________________________________________________
169 void AliITSsimulationSPDdubna::SDigitiseModule(AliITSmodule *mod, Int_t mask,
170                                                Int_t event){
171     //  This function begins the work of creating S-Digits
172     //
173     //  Inputs:
174     //    AliITSmodule *mod  //  module
175     //    Int_t mask         //  mask to be applied to the module
176     //
177     //  Outputs:
178     //    none
179     //
180     //  Return:
181     //    test              //  test returns kTRUE if the module contained hits
182     //                      //  test returns kFALSE if it did not contain hits
183
184     Int_t module = 0;
185
186     if(!(mod->GetNhits())) return;// if module has no hits don't create Sdigits
187     fModule = mod->GetIndex();
188     HitToSDigit(mod, module, mask, fpList);
189     WriteSDigits(fpList);
190 //    fMapA2->ClearMap();
191     fpList->ClearMap();
192 }
193 //______________________________________________________________________
194 void AliITSsimulationSPDdubna::WriteSDigits(AliITSpList *pList){
195     //  This function adds each S-Digit to pList
196     //
197     //  Inputs:
198     //    AliITSpList *pList
199     //
200     //  Outputs:
201     //    none
202     //
203     //  Return:
204     //    none
205     Int_t ix, nix, iz, niz;
206     static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
207
208     pList->GetMaxMapIndex(niz, nix);
209     for(iz=0; iz<niz-1; iz++)for(ix=0; ix<nix-1; ix++){
210         if(pList->GetSignalOnly(iz+1,ix+1)>0.0){
211             aliITS->AddSumDigit(*(pList->GetpListItem(iz+1,ix+1)));
212 #ifdef DEBUG
213             cout <<"SDigits " << iz << "," << ix << "," << 
214                 *(pList->GetpListItem(iz+1,ix+1)) << endl;
215 #endif
216         } // end if pList
217     } // end for iz,ix
218     return; 
219 }
220 //______________________________________________________________________
221 void AliITSsimulationSPDdubna::FinishSDigitiseModule(){
222     //  This function calls SDigitsToDigits which creates Digits from SDigits
223     //
224     //  Inputs:
225     //    none
226     //
227     //  Outputs:
228     //    none
229     //  Return
230     //    none
231
232     SDigitsToDigits(fModule, fpList);
233     return;
234 }
235 //______________________________________________________________________
236 void AliITSsimulationSPDdubna::SDigitsToDigits(Int_t module,
237                                                AliITSpList *pList){
238     //  This function adds electronic noise to the S-Digits and then adds them
239     // to  a new pList
240     //
241     //  Inputs:
242     //    Int_t       module  // module number
243     //    AliITSpList *pList  // pList
244     //
245     //  Outputs:
246     //    pList is passed along to the functions ChargeToSignal and GetList
247     //
248     //  Return:
249     //    none
250
251     fModule = module;
252     ChargeToSignal(pList); // Charge To Signal both adds noise and
253 //    fMapA2->ClearMap();
254     pList->ClearMap();
255 }
256 //______________________________________________________________________
257 void AliITSsimulationSPDdubna::DigitiseModule(AliITSmodule *mod, Int_t module,
258                                               Int_t dummy){
259     //  This function creates Digits straight from the hits and then adds
260     //  electronic noise to the digits before adding them to pList
261     //
262     //  Inputs:
263     //    AliITSmodule *mod    // module
264     //    Int_t        module  // module number  Dummy.
265     //    Int_t        dummy
266     //
267     //  Outputs:
268     //    Each of the input variables is passed along to HitToSDigit
269     //
270     //  Return:
271     //    none
272
273     fModule = mod->GetIndex();  //This calls the module for HitToSDigit
274     HitToSDigit(mod,fModule, dummy, fpList);
275     ChargeToSignal(fpList);
276 //    fMapA2->ClearMap();
277     fpList->ClearMap();
278 }
279 //______________________________________________________________________
280 void AliITSsimulationSPDdubna::UpdateMapSignal(Int_t iz, Int_t ix, Int_t trk,
281                                                Int_t ht, Int_t module,
282                                                Double_t signal,
283                                                AliITSpList *pList){
284     //  This function adds a signal to the pList from the pList class
285     //
286     //  Inputs:
287     //    Int_t       iz     // row number
288     //    Int_t       ix     // column number
289     //    Int_t       trk    // track number
290     //    Int_t       ht     // hit number
291     //    Double_t    signal // signal strength
292     //    AliITSpList *pList // pList
293     //
294     //  Outputs:
295     //    All of the inputs are passed to AliITSpList::AddSignal
296     //    Int_t    ix  // row number
297     //    Int_t    iz  // column number
298     //    Double_t sig // signal strength
299     //          // These three variables are defined to preserve the
300     //          // assignments used in the function AliITSMapA2::AddSignal
301     //
302     //  Return:
303     //    none
304
305 //    fMapA2->AddSignal(iz, ix, signal);
306     pList->AddSignal(iz+1,ix+1, trk, ht, fModule, signal);
307 }
308 //______________________________________________________________________
309 void AliITSsimulationSPDdubna::UpdateMapNoise(Int_t iz,
310                                               Int_t ix, Int_t fModule,
311                                               Double_t sig, Float_t noise,
312                                               AliITSpList *pList){
313     //  This function adds noise to data in the MapA2 as well as the pList
314     //
315     //  Inputs:
316     //    Int_t       iz       // row number
317     //    Int_t       ix       // column number
318     //    Int_t       mod     // module number
319     //    Double_t    sig     // signal strength
320     //    Double_t    noise   // electronic noise generated by ChargeToSignal
321     //    AliITSpList *pList  // pList
322     //
323     //  Outputs:
324     //    All of the inputs are passed to AliITSMapA2::AddSignal or
325     //    AliITSpList::AddNoise
326     //
327     //  Return:
328     //    none
329
330 //    fMapA2->AddSignal(iz, ix, noise);
331     pList->AddNoise(iz+1,ix+1, fModule, noise);
332 }
333 //______________________________________________________________________
334 void AliITSsimulationSPDdubna::HitToDigit(AliITSmodule *mod, Int_t module,
335                                           Int_t dummy){
336     DigitiseModule(mod, module, dummy);
337 }
338 //______________________________________________________________________
339 void AliITSsimulationSPDdubna::HitToSDigit(AliITSmodule *mod, Int_t module,
340                                             Int_t dummy,AliITSpList *pList){
341     // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.
342     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
343     TObjArray *hits = mod->GetHits();
344     Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
345     Int_t h,ix,iz;
346     Int_t idtrack;
347     Double_t x0=0.0,x1=0.0,y0=0.0,y1=0.0,z0=0.0,z1=0.0,de=0.0;
348     Double_t x,y,z,t,tp,st,dt=0.2,el,sig;
349     Double_t thick = kmictocm*GetSeg()->Dy();
350
351     if(nhits<=0) return;
352     for(h=0;h<nhits;h++){
353 #ifdef DEBUG
354         cout << "Hits=" << h << "," << *(mod->GetHit(h)) << endl;
355 #endif
356         if(mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)){
357         st =TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
358         if(st>0.0){
359             st = (Double_t)((Int_t)(1.0E+04*st)); // number of microns
360             if(st<=0.0) st = 1.0;
361             dt = 1.0/st;
362             for(t=0;t<1.0;t+=dt){ // Integrate over t
363                 tp = t+0.5*dt;
364                 el = GetResp()->GeVToCharge((Float_t)(dt*de));
365 #ifdef DEBUG
366                 if(el<=0.0) cout << "el="<<el<<" dt="<<dt<<" de="<<de<<endl;
367 #endif
368                 x = x0+x1*tp;
369                 y = y0+y1*tp;
370                 z = z0+z1*tp;
371                 GetSeg()->LocalToDet(x,z,ix,iz);
372                 sig = GetResp()->SigmaDiffusion1D(thick + y);
373                 SpreadCharge(x,y,z,ix,iz,el,sig,idtrack,
374                              mod->GetHitTrackIndex(h),h,mod->GetIndex());
375             } // end for t
376         } else { // st == 0.0 deposit it at this point
377             el = GetResp()->GeVToCharge((Float_t)de);
378             x = x0;
379             y = y0;
380             z = z0;
381             GetSeg()->LocalToDet(x,z,ix,iz);
382             sig = GetResp()->SigmaDiffusion1D(thick + y);
383             SpreadCharge(x,y,z,ix,iz,el,sig,
384                          idtrack,mod->GetHitTrackIndex(h),h,mod->GetIndex());
385         } // end if st>0.0
386     }} // Loop over all hits h
387 }/*
388 //______________________________________________________________________
389 void AliITSsimulationSPDdubna::HitToSDigit(AliITSmodule *mod, Int_t module,
390                                             Int_t dummy,AliITSpList *pList){
391     // Does the charge distributions using Gaussian diffusion charge charing.
392     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
393     TObjArray *hits = mod->GetHits();
394     Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
395     Int_t h,ix,iz,i,n;
396     Int_t idtrack;
397     Double_t x0=0.0,x1=0.0,y0=0.0,y1=0.0,z0=0.0,z1=0.0,de=0.0;
398     Double_t x,y,z,*ta,t,tp,st,dt=0.2,el,sig;
399     Double_t thick = kmictocm*GetSeg()->Dy();
400
401     if(nhits<=0) return;
402     for(h=0;h<nhits;h++){
403 #ifdef DEBUG
404         cout << "Hits=" << h << "," << *(mod->GetHit(h)) << endl;
405 #endif
406         if(mod->LineSegmentL(h,x0,x1,y0,y1,z0,z1,de,idtrack)){
407         st =TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1);
408         if(st>0.0){
409             st =TMath::Sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1)*(ta[i+1]-ta[i]);
410             ta = CreateFindCellEdges(x0,x1,z0,z1,n);
411             for(i=0;i<n-1;i++){
412                 dt = TMath::Min((1.0E-4)/st,);
413                 for(t=ta[i];t<ta[i+1];t+=dt){ // Integrate over t
414                 tp = t+0.5*dt;
415                 el = GetResp()->GeVToCharge((Float_t)(dt*de));
416 #ifdef DEBUG
417                 if(el<=0.0) cout << "el="<<el<<" dt="<<dt<<" de="<<de<<endl;
418 #endif
419                 x = x0+x1*tp;
420                 y = y0+y1*tp;
421                 z = z0+z1*tp;
422                 GetSeg()->LocalToDet(x,z,ix,iz);
423                 sig = GetResp()->SigmaDiffusion1D(thick + y);
424                 SpreadCharge(x,y,z,ix,iz,el,sig,idtrack,
425                              mod->GetHitTrackIndex(h),h,mod->GetIndex());
426             } // end for t[i]
427             delete[] t;
428         } else { // st == 0.0 deposit it at this point
429             el = GetResp()->GeVToCharge((Float_t)de);
430             x = x0;
431             y = y0;
432             z = z0;
433             GetSeg()->LocalToDet(x,z,ix,iz);
434             sig = GetResp()->SigmaDiffusion1D(thick + y);
435             SpreadCharge(x,y,z,ix,iz,el,sig,
436                          idtrack,mod->GetHitTrackIndex(h),h,mod->GetIndex());
437         } // end if st>0.0
438     }} // Loop over all hits h
439     }*/
440 //______________________________________________________________________
441 void AliITSsimulationSPDdubna::SpreadCharge(Double_t x0,Double_t y0,
442                                             Double_t z0,Int_t ix0,Int_t iz0,
443                                             Double_t el,Double_t sig,Int_t t,
444                                             Int_t ti,Int_t hi,Int_t mod){
445     // Spreads the charge over neighboring cells. Assume charge is distributed
446     // as charge(x,z) = (el/2*pi*sig*sig)*exp(-arg)
447     // arg=((x-x0)*(x-x0)/2*sig*sig)+((z-z0*z-z0)/2*sig*sig)
448     // Defined this way, the integral over all x and z is el.
449     const Int_t knx = 3,knz = 2;
450     const Double_t kRoot2 = 1.414213562; // Sqrt(2).
451     const Double_t kmictocm = 1.0e-4; // convert microns to cm.
452     Int_t ix,iz,ixs,ixe,izs,ize;
453     Float_t x,z;
454     Double_t x1,x2,z1,z2,s,sp;
455
456     if(sig<=0.0) {
457         fpList->AddSignal(iz0+1,ix0+1,t,hi,mod,el);
458         return;
459     } // end if
460     sp = 1.0/(sig*kRoot2);
461 #ifdef DEBUG
462     cout << "sig=" << sig << " sp=" << sp << endl;
463 #endif
464     ixs = TMath::Max(-knx+ix0,0);
465     ixe = TMath::Min(knx+ix0,GetSeg()->Npx()-1);
466     izs = TMath::Max(-knz+iz0,0);
467     ize = TMath::Min(knz+iz0,GetSeg()->Npz()-1);
468     for(ix=ixs;ix<=ixe;ix++) for(iz=izs;iz<=ize;iz++){
469         GetSeg()->DetToLocal(ix,iz,x,z); // pixel center
470         x1 = x;
471         z1 = z;
472         x2  = x1 + 0.5*kmictocm*GetSeg()->Dpx(ix); // Upper
473         x1 -= 0.5*kmictocm*GetSeg()->Dpx(ix);  // Lower
474         z2  = z1 + 0.5*kmictocm*GetSeg()->Dpz(iz); // Upper
475         z1 -= 0.5*kmictocm*GetSeg()->Dpz(iz);  // Lower
476         x1 -= x0; // Distance from where track traveled
477         x2 -= x0; // Distance from where track traveled
478         z1 -= z0; // Distance from where track traveled
479         z2 -= z0; // Distance from where track traveled
480         s = 0.25; // Correction based on definision of Erfc
481         s *= TMath::Erfc(sp*x1) - TMath::Erfc(sp*x2);
482 #ifdef DEBUG
483         cout << "el=" << el << " ix0=" << ix0 << " ix=" << ix << " x0="<< x <<
484             " iz0=" << iz0 << " iz=" << iz << " z0=" << z  << 
485             " sp*x1=" << sp*x1 <<" sp*x2=" << sp*x2 << " s=" << s;
486 #endif
487         s *= TMath::Erfc(sp*z1) - TMath::Erfc(sp*z2);
488 #ifdef DEBUG
489         cout << " sp*z1=" << sp*z1 <<" sp*z2=" << sp*z2 << " s=" << s << endl;
490 #endif
491         fpList->AddSignal(iz+1,ix+1,t,hi,mod,s*el);
492     } // end for ix, iz
493 }
494 //______________________________________________________________________
495 Double_t *AliITSsimulationSPDdubna::CreateFindCellEdges(Double_t x0,Double_t x1,
496                                              Double_t z0,Double_t z1,Int_t &n){
497     // Note: This function is a potensial source for a memory leak. The memory
498     // pointed to in its return, must be deleted.
499     // Inputs:
500     //    Double_t x0   The starting location of the track step in x
501     //    Double_t x1   The distance allong x for the track step
502     //    Double_t z0   The starting location of the track step in z
503     //    Double_t z1   The distance allong z for the track step
504     // Output:
505     //    Int)t &n      The size of the array returned. Minimal n=2.
506     // Return:
507     //    The pointer to the array of track steps.
508     Int_t ix0,ix1,ix,iz0,iz1,iz,i;
509     Double_t x,z,lx,ux,lz,uz,a,b,c,d;
510     Double_t *t;
511
512     GetSeg()->LocalToDet(x0,z0,ix0,iz0);
513     GetSeg()->LocalToDet(x1,z1,ix1,iz1);
514     n = 2 + TMath::Abs(ix1-ix0) + TMath::Abs(iz1-iz0);
515     t = new Double_t[n];
516     t[0] = 0.0;
517     t[n-1] = 1.0;
518     x = x0;
519     z = z0;
520     for(i=1;i<n-1;i++){
521         GetSeg()->LocalToDet(x,z,ix,iz);
522         GetSeg()->CellBoundries(ix,iz,lx,ux,lz,uz);
523         a = (lx-x0)/x1;
524         if(a<=t[i-1]) a = 1.0;
525         b = (ux-x0)/x1;
526         if(b<=t[i-1]) b = 1.0;
527         c = (lz-z0)/z1;
528         if(c<=t[i-1]) c = 1.0;
529         d = (uz-z0)/z1;
530         if(d<=t[i-1]) d = 1.0;
531         t[i] = TMath::Min(TMath::Min(TMath::Min(a,b),c),d);
532         x = x0+x1*(t[i]*1.00000001);
533         z = z0+z1*(t[i]*1.00000001);
534         i++;
535     } // end for i
536     return t;
537 }
538 //______________________________________________________________________
539 void AliITSsimulationSPDdubna::HitToSDigitOld(AliITSmodule *mod, Int_t module,
540                                            Int_t dummy, AliITSpList *pList){
541     // digitize module 
542     const Float_t kEnToEl = 2.778e+8; // GeV->charge in electrons 
543                                       // for 3.6 eV/pair 
544     const Float_t kconv = 10000.;     // cm -> microns
545
546     Float_t spdLength = GetSeg()->Dz();
547     Float_t spdWidth = GetSeg()->Dx();
548     Float_t spdThickness = GetSeg()->Dy();
549     Float_t difCoef, dum;       
550     GetResp()->DiffCoeff(difCoef,dum); 
551     if(spdThickness > 290) difCoef = 0.00613;  
552
553     Float_t zPix0 = 1e+6;
554     Float_t xPix0 = 1e+6;
555     Float_t yPrev = 1e+6;   
556
557     Float_t zPitch = GetSeg()->Dpz(0);
558     Float_t xPitch = GetSeg()->Dpx(0);
559   
560     TObjArray *fHits = mod->GetHits();
561     module = mod->GetIndex();
562     Int_t nhits = fHits->GetEntriesFast();
563     if (!nhits) return;
564 #ifdef DEBUG
565     cout<<"len,wid,thickness,nx,nz,pitchx,pitchz,difcoef ="<<spdLength<<","
566         <<spdWidth<<","<<spdThickness<<","<<fNPixelsX<<","<<fNPixelsZ<<","
567         <<xPitch<<","<<zPitch<<","<<difCoef<<endl;
568 #endif
569     //  Array of pointers to the label-signal list
570     Int_t indexRange[4] = {0,0,0,0};
571
572     // Fill detector maps with GEANT hits
573     // loop over hits in the module
574     static Bool_t first;
575     Int_t lasttrack=-2;
576     Int_t hit, iZi, jz, jx;
577     Int_t idhit=-1; //!
578 #ifdef DEBUG
579     cout<<"SPDdubna: module,nhits ="<<module<<","<<nhits<<endl;
580 #endif
581     for (hit=0;hit<nhits;hit++) {
582         AliITShit *iHit = (AliITShit*) fHits->At(hit);
583 #ifdef DEBUG
584         cout << "Hits=" << hit << "," << *iHit << endl;
585 #endif
586         //Int_t layer = iHit->GetLayer();
587         Float_t yPix0 = -spdThickness/2; 
588
589         // work with the idtrack=entry number in the TreeH
590         //Int_t idhit,idtrack; //!
591         //mod->GetHitTrackAndHitIndex(hit,idtrack,idhit);  //!    
592         //Int_t idtrack=mod->GetHitTrackIndex(hit);  
593         // or store straight away the particle position in the array
594         // of particles : 
595         if(iHit->StatusEntering()) idhit=hit;
596         Int_t itrack = iHit->GetTrack();
597         Int_t dray = 0;
598    
599         if (lasttrack != itrack || hit==(nhits-1)) first = kTRUE; 
600
601         //Int_t parent = iHit->GetParticle()->GetFirstMother();
602         Int_t partcode = iHit->GetParticle()->GetPdgCode();
603
604         //  partcode (pdgCode): 11 - e-, 13 - mu-, 22 - gamma, 111 - pi0,
605         // 211 - pi+,  310 - K0s, 321 - K+, 2112 - n, 2212 - p, 3122 - lambda
606
607         Float_t pmod = iHit->GetParticle()->P(); // total momentum at the
608                                                    // vertex
609         pmod *= 1000;
610
611         if(partcode == 11 && pmod < 6) dray = 1; // delta ray is e-
612                                                  // at p < 6 MeV/c
613
614         //  Get hit z and x(r*phi) cordinates for each module (detector)
615         //  in local system.
616
617         Float_t zPix = kconv*iHit->GetZL();
618         Float_t xPix = kconv*iHit->GetXL();
619         Float_t yPix = kconv*iHit->GetYL();
620
621         // Get track status
622         Int_t status = iHit->GetTrackStatus();      
623
624         // Check boundaries
625         if(zPix  > spdLength/2) {
626 #ifdef DEBUG
627             cout<<"!!! SPD: z outside ="<<zPix<<endl;
628 #endif
629             zPix = spdLength/2 - 10;
630         }
631         if(zPix  < 0 && zPix < -spdLength/2) {
632 #ifdef DEBUG
633             cout<<"!!! SPD: z outside ="<<zPix<<endl;
634 #endif
635             zPix = -spdLength/2 + 10;
636         }
637         if(xPix  > spdWidth/2) {
638 #ifdef DEBUG
639             cout<<"!!! SPD: x outside ="<<xPix<<endl;
640 #endif
641             xPix = spdWidth/2 - 10;
642         }
643         if(xPix  < 0 && xPix < -spdWidth/2) {
644 #ifdef DEBUG
645             cout<<"!!! SPD: x outside ="<<xPix<<endl;
646 #endif
647             xPix = -spdWidth/2 + 10;
648         }
649         Int_t trdown = 0;
650
651         // enter Si or after event in Si
652         if (status == 66 ) {  
653             zPix0 = zPix;
654             xPix0 = xPix;
655             yPrev = yPix; 
656         } // end if status == 66
657
658         Float_t depEnergy = iHit->GetIonization();
659         // skip if the input point to Si       
660
661         if(depEnergy <= 0.) continue;        
662
663         // if track returns to the opposite direction:
664         if (yPix < yPrev) {
665             trdown = 1;
666         } // end if yPix < yPrev
667
668         // take into account the holes diffusion inside the Silicon
669         // the straight line between the entrance and exit points in Si is
670         // divided into the several steps; the diffusion is considered 
671         // for each end point of step and charge
672         // is distributed between the pixels through the diffusion.
673
674         //  ---------- the diffusion in Z (beam) direction -------
675         Float_t charge = depEnergy*kEnToEl;         // charge in e-
676         Float_t drPath = 0.;   
677         Float_t tang = 0.;
678         Float_t sigmaDif = 0.; 
679         Float_t zdif = zPix - zPix0;
680         Float_t xdif = xPix - xPix0;
681         Float_t ydif = TMath::Abs(yPix - yPrev);
682         Float_t ydif0 = TMath::Abs(yPrev - yPix0);
683
684         if(ydif < 1) continue; // ydif is not zero
685
686         Float_t projDif = sqrt(xdif*xdif + zdif*zdif);
687
688         Int_t ndZ = (Int_t)TMath::Abs(zdif/zPitch) + 1;
689         Int_t ndX = (Int_t)TMath::Abs(xdif/xPitch) + 1; 
690
691         // number of the steps along the track:
692         Int_t nsteps = ndZ;
693         if(ndX > ndZ) nsteps = ndX;
694         if(nsteps < 20) nsteps = 20;  // minimum number of the steps 
695
696         if (projDif < 5 ) {
697             drPath = (yPix-yPix0)*1.e-4;  
698             drPath = TMath::Abs(drPath);        // drift path in cm
699             sigmaDif = difCoef*sqrt(drPath);    // sigma diffusion in cm
700             sigmaDif = sigmaDif*kconv;         // sigma diffusion in microns
701             nsteps = 1;
702         }  // end if projDif < 5
703
704         if(projDif > 5) tang = ydif/projDif;
705         Float_t dCharge = charge/nsteps;       // charge in e- for one step
706         Float_t dZ = zdif/nsteps;
707         Float_t dX = xdif/nsteps;
708
709         for (iZi = 1; iZi <= nsteps;iZi++) {
710             Float_t dZn = iZi*dZ;
711             Float_t dXn = iZi*dX;
712             Float_t zPixn = zPix0 + dZn;
713             Float_t xPixn = xPix0 + dXn;
714
715             if(projDif >= 5) {
716                 Float_t dProjn = sqrt(dZn*dZn+dXn*dXn);
717                 drPath = dProjn*tang*1.e-4; // drift path for iZi+1 step in cm 
718                 if(trdown == 0) {
719                     drPath = TMath::Abs(drPath) + ydif0*1.e-4;
720                 }// end if trdow ==0
721                 if(trdown == 1) {
722                     drPath = ydif0*1.e-4 - TMath::Abs(drPath);
723                     drPath = TMath::Abs(drPath);
724                 } // end if trdown == 1
725                 sigmaDif = difCoef*sqrt(drPath);    
726                 sigmaDif = sigmaDif*kconv;       // sigma diffusion in microns
727             } // end if projdif >= 5
728
729             zPixn = (zPixn + spdLength/2.);  
730             xPixn = (xPixn + spdWidth/2.);  
731             Int_t nZpix, nXpix;
732             GetSeg()->GetPadIxz(xPixn,zPixn,nXpix,nZpix);
733             zPitch = GetSeg()->Dpz(nZpix);
734             GetSeg()->GetPadTxz(xPixn,zPixn);
735             // set the window for the integration
736             Int_t jzmin = 1;  
737             Int_t jzmax = 3; 
738             if(nZpix == 1) jzmin =2;
739             if(nZpix == fNPixelsZ) jzmax = 2; 
740
741             Int_t jxmin = 1;  
742             Int_t jxmax = 3; 
743             if(nXpix == 1) jxmin =2;
744             if(nXpix == fNPixelsX) jxmax = 2; 
745
746             Float_t zpix = nZpix; 
747             Float_t dZright = zPitch*(zpix - zPixn);
748             Float_t dZleft = zPitch - dZright;
749
750             Float_t xpix = nXpix; 
751             Float_t dXright = xPitch*(xpix - xPixn);
752             Float_t dXleft = xPitch - dXright;
753
754             Float_t dZprev = 0.;
755             Float_t dZnext = 0.;
756             Float_t dXprev = 0.;
757             Float_t dXnext = 0.;
758
759             for(jz=jzmin; jz <=jzmax; jz++) {
760                 if(jz == 1) {
761                     dZprev = -zPitch - dZleft;
762                     dZnext = -dZleft;
763                 } else if(jz == 2) {
764                     dZprev = -dZleft;
765                     dZnext = dZright;
766                 } else if(jz == 3) {
767                     dZprev = dZright;
768                     dZnext = dZright + zPitch;
769                 } // end if jz
770                 // kz changes from 1 to the fNofPixels(270)  
771                 Int_t kz = nZpix + jz -2; 
772
773                 Float_t zArg1 = dZprev/sigmaDif;
774                 Float_t zArg2 = dZnext/sigmaDif;
775                 Float_t zProb1 = TMath::Erfc(zArg1);
776                 Float_t zProb2 = TMath::Erfc(zArg2);
777                 Float_t dZCharge =0.5*(zProb1-zProb2)*dCharge; 
778
779
780                 // ----------- holes diffusion in X(r*phi) direction  --------
781
782                 if(dZCharge > 1.) { 
783                     for(jx=jxmin; jx <=jxmax; jx++) {
784                         if(jx == 1) {
785                             dXprev = -xPitch - dXleft;
786                             dXnext = -dXleft;
787                         } else if(jx == 2) {
788                             dXprev = -dXleft;
789                             dXnext = dXright;
790                         } else if(jx == 3) {
791                             dXprev = dXright;
792                             dXnext = dXright + xPitch;
793                         }  // end if jx
794                         Int_t kx = nXpix + jx -2;
795                         Float_t xArg1 = dXprev/sigmaDif;
796                         Float_t xArg2 = dXnext/sigmaDif;
797                         Float_t xProb1 = TMath::Erfc(xArg1);
798                         Float_t xProb2 = TMath::Erfc(xArg2);
799                         Float_t dXCharge =0.5*(xProb1-xProb2)*dZCharge;
800
801                         if(dXCharge > 1.) {
802                             if (first) {
803                                 indexRange[0]=indexRange[1]=kz-1;
804                                 indexRange[2]=indexRange[3]=kx-1;
805                                 first=kFALSE;
806                             } // end if first
807                             indexRange[0]=TMath::Min(indexRange[0],kz-1);
808                             indexRange[1]=TMath::Max(indexRange[1],kz-1);
809                             indexRange[2]=TMath::Min(indexRange[2],kx-1);
810                             indexRange[3]=TMath::Max(indexRange[3],kx-1);
811 /*
812                             // build the list of digits for this module 
813                             Double_t signal = fMapA2->GetSignal(kz-1,kx-1);
814                             signal+=dXCharge;
815                             fMapA2->SetHit(kz-1,kx-1,(double)signal);
816 */
817                             // The calling sequence for UpdateMapSignal was 
818                             // moved into the (dx > 1 e-) loop because it 
819                             // needs to call signal which is defined inside 
820                             // this loop
821                             fModule   = module;//Defined because functions 
822                                                // called by UpdateMapSignal 
823                                                // expect module to be an 
824                                                // integer
825                             UpdateMapSignal(kz-1,kx-1,
826 //                                          mod->GetHitTrackIndex(hit),
827                              ((AliITShit*)(mod->GetHit(hit)))->GetTrack(),
828                                             hit,fModule,dXCharge,pList);
829                         }      // dXCharge > 1 e-
830                     }       // jx loop
831                 }       // dZCharge > 1 e-
832             }        // jz loop
833         }         // iZi loop
834         if (status == 65) {   // the step is inside of Si
835             zPix0 = zPix;
836             xPix0 = xPix;
837         } // end if status == 65
838         yPrev = yPix;
839     }   // hit loop inside the module
840 }
841 //______________________________________________________________________
842 void AliITSsimulationSPDdubna::ChargeToSignal(AliITSpList *pList){
843     // add noise and electronics, perform the zero suppression and add the
844     // digit to the list
845     static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
846     Float_t threshold = (float)GetResp()->MinVal();
847     Int_t j;
848 //    Int_t    digits[3], tracks[3], hits[3];
849 //    Float_t  charges[3];
850     Float_t  electronics;
851 //    Float_t  phys; 
852     Double_t sig;
853     const Int_t    nmaxtrk=AliITSdigitSPD::GetNTracks();
854     static AliITSdigitSPD dig;
855
856     for(Int_t iz=0; iz<fNPixelsZ; iz++){
857         for(Int_t ix=0; ix<fNPixelsX; ix++){
858             electronics = fBaseline + fNoise*gRandom->Gaus();
859             sig = pList->GetSignalOnly(iz+1,ix+1);
860             UpdateMapNoise(iz,ix,fModule,sig,electronics,pList);
861 #ifdef DEBUG
862 //          cout << sig << "+" << electronics <<">threshold=" << threshold 
863 //               << endl;
864 #endif
865             if (sig+electronics > threshold) {
866                 dig.fCoord1 = iz;
867                 dig.fCoord2 = ix;
868                 dig.fSignal = 1;
869                 dig.fSignalSPD = (Int_t) pList->GetSignal(iz+1,ix+1);
870                 /*
871                 digits[0] = iz;
872                 digits[1] = ix;
873                 digits[2] = 1; */
874                 for(j=0;j<nmaxtrk;j++){
875 //                  charges[j] = 0.0;
876                     if (j<pList->GetNEnteries()) {
877                         dig.fTracks[j] = pList->GetTrack(iz+1,ix+1,j);
878                         dig.fHits[j]   = pList->GetHit(iz+1,ix+1,j);
879                         /*
880                         tracks[j] = pList->GetTrack(iz+1,ix+1,j);
881                         hits[j]   = pList->GetHit(iz+1,ix+1,j);
882                         */
883                     }else { // Default values
884                         dig.fTracks[j] = -3;
885                         dig.fHits[j]   = -1;
886 /*                      tracks[j] = -2; //noise
887                         hits[j]   = -1;  */
888                     } // end if pList
889                 } // end for j
890 //              charges[0] = (Float_t) pList->GetSumSignal(iz+1,ix+1);
891 /*
892                 if(tracks[0] == tracks[1] && tracks[0] == tracks[2]) {
893                     tracks[1] = -3;
894                     hits[1] = -1;
895                     tracks[2] = -3;
896                     hits[2] = -1;
897                 } else if(tracks[0] == tracks[1] && tracks[0] != tracks[2]) {
898                     tracks[1] = -3;
899                     hits[1] = -1;   
900                 } else if(tracks[0] == tracks[2] && tracks[0] != tracks[1]) {
901                     tracks[2] = -3;
902                     hits[2] = -1;   
903                 } else if(tracks[1] == tracks[2] && tracks[0] != tracks[1]) {
904                     tracks[2] = -3;
905                     hits[2] = -1;   
906                 } // end if
907 */
908 //              phys = 0.0;
909 #ifdef DEBUG
910                 cout << iz << "," << ix << "," << 
911                     *(pList->GetpListItem(iz+1,ix+1)) << endl;
912 #endif
913 //              aliITS->AddSimDigit(0, phys, digits, tracks, hits, charges);
914                 aliITS->AddSimDigit(0,&dig);
915             } // 
916         } // 
917     } //
918 }
919 //______________________________________________________________________
920 void AliITSsimulationSPDdubna::CreateHistograms(){
921     // create 1D histograms for tests
922
923     printf("SPD - create histograms\n");
924
925     fHis=new TObjArray(fNPixelsZ);
926     TString spdName("spd_");
927     for (Int_t i=0;i<fNPixelsZ;i++) {
928         Char_t pixelz[4];
929         sprintf(pixelz,"%d",i+1);
930         spdName.Append(pixelz);
931         //PH       (*fHis)[i] = new TH1F(spdName.Data(),"SPD maps",
932         //PH                       fNPixelsX,0.,(Float_t) fNPixelsX);
933         fHis->AddAt(new TH1F(spdName.Data(),"SPD maps",
934                              fNPixelsX,0.,(Float_t) fNPixelsX), i);
935     } // end for i
936 }
937 //______________________________________________________________________
938 void AliITSsimulationSPDdubna::ResetHistograms(){
939     //
940     // Reset histograms for this detector
941     //
942
943     for ( int i=0;i<fNPixelsZ;i++ ) {
944         //PH    if ((*fHis)[i])    ((TH1F*)(*fHis)[i])->Reset();
945         if (fHis->At(i))    ((TH1F*)fHis->At(i))->Reset();
946     } // end for i
947 }