d4f252826ede94a70ae735b62b677bb0fab2c3ce
[u/mrichter/AliRoot.git] / MUON / AliMUONResponseV0.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 /* $Id$ */
17
18 // --------------------------
19 // Class AliMUONResponseV0
20 // --------------------------
21 // Implementation of Mathieson response
22 // ...
23
24 #include "AliMUONResponseV0.h"
25
26 #include "AliLog.h"
27 #include "AliMUON.h"
28 #include "AliMUONConstants.h"
29 #include "AliMUONDigit.h"
30 #include "AliMUONGeometrySegmentation.h"
31 #include "AliMUONGeometryTransformer.h"
32 #include "AliMUONHit.h"
33 #include "AliMUONSegmentation.h"
34 #include "AliMpArea.h"
35 #include "AliMpDEManager.h"
36 #include "AliMpVPadIterator.h"
37 #include "AliMpVSegmentation.h"
38 #include "AliRun.h"
39 #include "Riostream.h"
40 #include "TVector2.h"
41 #include <TMath.h>
42 #include <TRandom.h>
43
44 ClassImp(AliMUONResponseV0)
45         
46 AliMUON* muon()
47 {
48     return static_cast<AliMUON*>(gAlice->GetModule("MUON"));
49 }
50
51 void Global2Local(Int_t detElemId, Double_t xg, Double_t yg, Double_t zg,
52                   Double_t& xl, Double_t& yl, Double_t& zl)
53 {  
54   // ideally should be : 
55   // Double_t x,y,z;
56   // AliMUONGeometry::Global2Local(detElemId,xg,yg,zg,x,y,z);
57   // but while waiting for this geometry singleton, let's go through
58   // AliMUON still.
59   
60   const AliMUONGeometryTransformer* transformer = muon()->GetGeometryTransformer();
61   transformer->Global2Local(detElemId,xg,yg,zg,xl,yl,zl);
62 }
63
64 AliMUONSegmentation* Segmentation()
65 {
66   static AliMUONSegmentation* segmentation = muon()->GetSegmentation();
67   return segmentation;
68 }
69
70 //__________________________________________________________________________
71 AliMUONResponseV0::AliMUONResponseV0()
72   : AliMUONResponse(),
73   fChargeSlope(0.0),
74   fChargeSpreadX(0.0),
75   fChargeSpreadY(0.0),
76   fSigmaIntegration(0.0),
77   fMaxAdc(0),
78   fSaturation(0),
79   fZeroSuppression(0),
80   fChargeCorrel(0.0),
81   fMathieson(new AliMUONMathieson),
82   fChargeThreshold(1e-4)
83 {
84     // Normal constructor
85     AliDebug(1,Form("Default ctor"));
86 }
87
88 //__________________________________________________________________________
89 AliMUONResponseV0::~AliMUONResponseV0()
90 {
91   AliDebug(1,"");
92   delete fMathieson;
93 }
94
95 //______________________________________________________________________________
96 void
97 AliMUONResponseV0::Print(Option_t*) const
98 {
99 // Printing
100
101   cout << " ChargeSlope=" << fChargeSlope
102     << " ChargeSpreadX,Y=" << fChargeSpreadX
103     << fChargeSpreadY
104     << " ChargeCorrelation=" << fChargeCorrel
105     << endl;
106 }
107
108   //__________________________________________________________________________
109 void AliMUONResponseV0::SetSqrtKx3AndDeriveKx2Kx4(Float_t SqrtKx3)
110 {
111   // Set to "SqrtKx3" the Mathieson parameter K3 ("fSqrtKx3")
112   // in the X direction, perpendicular to the wires,
113   // and derive the Mathieson parameters K2 ("fKx2") and K4 ("fKx4")
114   // in the same direction
115   fMathieson->SetSqrtKx3AndDeriveKx2Kx4(SqrtKx3);
116 }
117         
118   //__________________________________________________________________________
119 void AliMUONResponseV0::SetSqrtKy3AndDeriveKy2Ky4(Float_t SqrtKy3)
120 {
121   // Set to "SqrtKy3" the Mathieson parameter K3 ("fSqrtKy3")
122   // in the Y direction, along the wires,
123   // and derive the Mathieson parameters K2 ("fKy2") and K4 ("fKy4")
124   // in the same direction
125   fMathieson->SetSqrtKy3AndDeriveKy2Ky4(SqrtKy3);
126 }
127   //__________________________________________________________________________
128 Float_t AliMUONResponseV0::IntPH(Float_t eloss) const
129 {
130   // Calculate charge from given ionization energy loss
131   Int_t nel;
132   nel= Int_t(eloss*1.e9/27.4);
133   Float_t charge=0;
134   if (nel == 0) nel=1;
135   for (Int_t i=1;i<=nel;i++) {
136       Float_t arg=0.;
137       while(!arg) arg = gRandom->Rndm();
138       charge -= fChargeSlope*TMath::Log(arg);    
139   }
140   return charge;
141 }
142
143   //-------------------------------------------
144 Float_t AliMUONResponseV0::IntXY(Int_t idDE,
145                                  AliMUONGeometrySegmentation* segmentation) 
146 const
147 {
148  // Calculate charge on current pad according to Mathieson distribution
149
150   return fMathieson->IntXY(idDE, segmentation);
151 }
152
153
154   //-------------------------------------------
155 Int_t  AliMUONResponseV0::DigitResponse(Int_t digit,
156                                         AliMUONTransientDigit* /*where*/)
157 const
158 {
159   // \deprecated method
160   // Now part of the digitizer (where it belongs really), e.g. DigitizerV3
161   //
162   // add white noise and do zero-suppression and signal truncation
163
164   //     Float_t meanNoise = gRandom->Gaus(1, 0.2);
165     // correct noise for slat chambers;
166     // one more field to add to AliMUONResponseV0 to allow different noises ????
167 //    Float_t meanNoise = gRandom->Gaus(1., 0.2);
168 //    Float_t noise     = gRandom->Gaus(0., meanNoise);
169     Float_t noise     = gRandom->Gaus(0., 1.0);
170     digit += TMath::Nint(noise); 
171     if ( digit <= ZeroSuppression()) digit = 0;
172     // if ( digit >  MaxAdc())          digit=MaxAdc();
173     if ( digit >  Saturation())          
174     {
175       digit=Saturation();
176     }
177
178     return digit;
179 }
180
181 //_____________________________________________________________________________
182 Float_t
183 AliMUONResponseV0::GetAnod(Float_t x) const
184 {
185   //
186   // Return wire coordinate closest to x.
187   //
188   Int_t n = Int_t(x/Pitch());
189   Float_t wire = (x>0) ? n+0.5 : n-0.5;
190   return Pitch()*wire;
191 }
192
193 //______________________________________________________________________________
194 void 
195 AliMUONResponseV0::DisIntegrate(const AliMUONHit& hit, TList& digits)
196 {
197   //
198   // Go from 1 hit to a list of digits.
199   // The energy deposition of that hit is first converted into charge
200   // (in IntPH() method), and then this charge is dispatched on several
201   // pads, according to the Mathieson distribution.
202   //
203   
204   digits.Clear();
205   
206   Int_t detElemId = hit.DetElemId();
207   
208   // Width of the integration area
209   Double_t dx = SigmaIntegration()*ChargeSpreadX();
210   Double_t dy = SigmaIntegration()*ChargeSpreadY();
211   
212   // Use that (dx,dy) to specify the area upon which
213   // we will iterate to spread charge into.
214   Double_t x,y,z;
215   Global2Local(detElemId,hit.X(),hit.Y(),hit.Z(),x,y,z);
216   x = GetAnod(x);
217   TVector2 hitPosition(x,y);
218   AliMpArea area(hitPosition,TVector2(dx,dy));
219   
220   // Get pulse height from energy loss.
221   Float_t qtot = IntPH(hit.Eloss());
222   
223   // Get the charge correlation between cathodes.
224   Float_t currentCorrel = TMath::Exp(gRandom->Gaus(0.0,ChargeCorrel()/2.0));
225
226   for ( Int_t cath = 0; cath < 2; ++cath )
227   {
228     Float_t qcath = qtot * ( cath == 0 ? currentCorrel : 1.0/currentCorrel);
229     
230     // Get an iterator to loop over pads, within the given area.
231     const AliMpVSegmentation* seg = 
232         Segmentation()->GetMpSegmentation(detElemId,cath);
233       
234     AliMpVPadIterator* it = seg->CreateIterator(area);
235       
236     if (!it)
237     {
238       AliError(Form("Could not get iterator for detElemId %d",detElemId));
239       return;
240     }
241     
242     // Start loop over pads.
243     it->First();
244     
245     if ( it->IsDone() )
246     {
247       // Exceptional case : iterator is built, but is invalid from the start.
248       AliMpPad pad = seg->PadByPosition(area.Position(),kFALSE);
249       if ( pad.IsValid() )
250       {
251         AliWarning(Form("Got an invalid iterator bug (area.Position() is within "
252                       " DE but the iterator is void) for detElemId %d cath %d",
253                       detElemId,cath));        
254       }
255       else
256       {
257         AliError(Form("Got an invalid iterator bug for detElemId %d cath %d."
258                       "Might be a bad hit ? area.Position()=(%e,%e) "
259                       "Dimensions()=(%e,%e)",
260                       detElemId,cath,area.Position().X(),area.Position().Y(),
261                       area.Dimensions().X(),area.Dimensions().Y()));
262       }
263       delete it;
264       return;
265     }
266     
267     while ( !it->IsDone() )
268     {
269       // For each pad given by the iterator, compute the charge of that
270       // pad, according to the Mathieson distribution.
271       AliMpPad pad = it->CurrentItem();      
272       TVector2 lowerLeft(hitPosition-pad.Position()-pad.Dimensions());
273       TVector2 upperRight(lowerLeft + pad.Dimensions()*2.0);
274       Float_t qp = TMath::Abs(fMathieson->IntXY(lowerLeft.X(),lowerLeft.Y(),
275                                                 upperRight.X(),upperRight.Y()));
276             
277       Int_t icharge = Int_t(qp*qcath);
278       
279       if ( qp > fChargeThreshold )
280       {
281         // If we're above threshold, then we create a digit,
282         // and fill it with relevant information, including electronics.
283         AliMUONDigit* d = new AliMUONDigit;
284         d->SetDetElemId(detElemId);
285         d->SetPadX(pad.GetIndices().GetFirst());
286         d->SetPadY(pad.GetIndices().GetSecond());
287         d->SetSignal(icharge);
288         d->AddPhysicsSignal(d->Signal());
289         d->SetCathode(cath);
290         d->SetElectronics(pad.GetLocation().GetFirst(),
291                           pad.GetLocation().GetSecond());
292         digits.Add(d);   
293       }       
294       it->Next();
295     }
296     delete it;
297   }
298 }
299
300
301