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