Transition to NewIO
[u/mrichter/AliRoot.git] / MUON / AliMUONproto.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 Implementation of MUON Chamber Prototype Class 
20 Both read digits from raw data or use the Monte-Carlo. 
21 1-Feb-2000 Rachid GUERNANE, IPN Lyon guernane@ipnl.in2p3.fr
22 */
23
24
25 ////////////////////////////////////////////////
26 //  Manager and hits classes for set:PROTO    //
27 ////////////////////////////////////////////////
28
29 #include <TTUBE.h>
30 #include <TBRIK.h>
31 #include <TRotMatrix.h>
32 #include <TNode.h> 
33 #include <TTree.h> 
34 #include <TRandom.h> 
35 #include <TObject.h>
36 #include <TVector.h>
37 #include <TObjArray.h>
38 #include <TMinuit.h>
39 #include <TParticle.h>
40 #include <TROOT.h>
41 #include <TFile.h>
42 #include <TNtuple.h>
43 #include <TCanvas.h>
44 #include <TPad.h>
45 #include <TDirectory.h>
46 #include <TObjectTable.h>
47 #include <AliPDG.h>
48 #include <TArrayI.h>
49 #include <AliDetector.h>
50
51 #include "AliMUONChamber.h"
52 #include "AliMUONproto.h"
53 #include "AliMUONHit.h"
54 #include "TTUBE.h"
55 #include "AliMUONClusterFinder.h"
56 #include "AliRun.h"
57 #include "Riostream.h"
58 #include "AliCallf77.h" 
59 #include "AliConst.h"
60 //#include "chainalice2.h"
61 #include "AliMUONSegmentationV0.h"
62 //#include "AliMUONSegResV11.h"
63
64 ClassImp(AliMUONproto)
65
66 //___________________________________________    
67 AliMUONproto::AliMUONproto()
68         : AliMUON()
69 {
70     cout << "\n Calling AliMUONproto constructor..." << endl;
71     
72         //
73         //
74         //
75 }
76  
77 //___________________________________________
78 AliMUONproto::AliMUONproto(const char *name, const char *title) 
79         : AliMUON(name,title)
80 //  AliMUON defines everything, but the chamber for NCH=1
81 {
82     
83 //  z-Positions of Chambers
84     const Float_t zch[1] = {975.};
85 //
86 //  inner diameter
87     const Float_t dmi[1] = {0.};
88 //
89 //  outer diameter
90     const Float_t dma[1] = {29.2};
91 //
92 //    
93 //    Default Parameters for ALICE2 prototype
94
95 //
96     (*fChambers)[0] = new AliMUONChamber();
97     AliMUONChamber* chamber = (AliMUONChamber*) (*fChambers)[0];
98     chamber->SetGid(0);
99     chamber->SetZ(zch[0]);
100 //
101     chamber->InitGeo(zch[0]); 
102     chamber->SetRInner(dmi[0]/2);
103     chamber->SetROuter(dma[0]/2);
104
105     for (int i = 0; i <= 99; i++) {
106         fThreshold[i] = 0.;
107     }
108     
109 }
110
111 #ifdef WE_FORGET_FOR_THE_MOMENT
112 //___________________________________________ 
113 void AliMUONproto::GetRawDigits(Int_t evnb, Int_t *lptr, Int_t ilen) {
114
115     Int_t ip = 0;
116     Int_t equip = 0;
117     Int_t nochnl;
118     Int_t loop;
119     Int_t val;    
120     Int_t itype;
121     Int_t id;
122     Int_t serial;
123     Int_t equiplen;
124
125     Int_t digits[5]; 
126     
127     AliMUON* MUON  = (AliMUON*)gAlice->GetModule("MUON");
128     AliMUONSegmentationV0* seg = (AliMUONSegmentationV0*) Chamber(0).SegmentationModel(1);
129     
130     Int_t tracks[10];
131     Int_t charges[10];
132         
133     for (Int_t i = 0; i < 10; i++) {
134         tracks[i] = 0;
135         charges[i] = 0;
136     }
137         
138     Int_t ich = 0;
139     
140   nwtype:             
141
142     itype = lptr[ip++];
143     id = lptr[ip++];
144     equiplen = lptr[ip++];
145     
146     if (equiplen < 0 ) return;
147
148     if (itype != (int)(0XCACCA008)) {        
149         ip += equiplen;
150         if (ip < ilen-2)  goto nwtype;
151     }    
152     else {
153         serial = id >> 16;
154         equip = id & 0x1;
155         if ((serial == 190) && (equip == 1)) {
156             for (loop = 0; loop < equiplen; loop++) {
157                 nochnl = (lptr[ip] & 0x7ff000 ) >> 12;
158                 val = lptr[ip] & 0x3ff;
159                 // fill digits from raw data according to cathode connexions
160                 if (group[nochnl][2][1]!=0)
161                     digits[0] = group[nochnl][2][1] - 12;
162                 else if  (group[nochnl][1][1]!=0)
163                     digits[0] = group[nochnl][1][1] - 12;
164                 else
165                     digits[0] = group[nochnl][0][1] - 12;
166                 digits[1] = group[nochnl][0][0];
167                 if (digits[0] != seg->Ix(digits[0], digits[1]))
168                     printf("Pb pour ix=%d,iy=%d\n", digits[0], digits[1]);
169                 digits[2] = val;
170                 digits[3] = 0;
171                 digits[4] = 0;
172                 if (digits[2] >= fThreshold[nochnl]) 
173                     MUON->AddDigits(ich, tracks, charges, digits);
174
175                 ip++;
176             }   
177         } 
178         else
179             ip += equiplen;
180         
181         if (ip < ilen-2) goto nwtype;
182     }
183     
184     gAlice->TreeD()->Fill();
185     MUON->ResetDigits();
186
187     gAlice->TreeD()->Fill();
188     MUON->ResetDigits();
189     
190     char hname[30];
191     sprintf(hname, "TreeD%d", evnb);
192     gAlice->TreeD()->Write(hname,TObject::kOverwrite);
193     // reset tree
194     gAlice->TreeD()->Reset();
195
196 }
197 #endif
198
199 //___________________________________________
200 void AliMUONproto::SetPadSize(Int_t id, Int_t isec, Float_t p1, Float_t p2)
201 {
202     Int_t i=2*(id-1);
203     ((AliMUONChamber*)(*fChambers)[i])->SetPadSize(isec,p1,p2);
204 }
205
206 //___________________________________________
207 void AliMUONproto::SetChargeSlope(Int_t id, Float_t p1)
208 {
209     Int_t i=2*(id-1);
210     ((AliMUONChamber*) (*fChambers)[i])->SetChargeSlope(p1);
211 }
212
213 //___________________________________________
214 void AliMUONproto::SetChargeSpread(Int_t id, Float_t p1, Float_t p2)
215 {
216     Int_t i=2*(id-1);
217     ((AliMUONChamber*) (*fChambers)[i])->SetChargeSpread(p1,p2);
218 }
219
220 //___________________________________________
221 void AliMUONproto::SetMaxAdc(Int_t id, Float_t p1)
222 {
223     Int_t i=2*(id-1);
224     ((AliMUONChamber*) (*fChambers)[i])->SetMaxAdc(p1);
225 }
226
227 //___________________________________________
228 void AliMUONproto::CreateGeometry()
229 {
230     Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray()-1099;
231 //
232     Float_t zpos;
233     Float_t bpar[3];
234     Int_t idGas=idtmed[1100];
235     
236     AliMUONChamber *iChamber;
237 //********************************************************************
238 //                          Prototype ALICE2                        **
239 //********************************************************************
240     iChamber=(AliMUONChamber*) (*fChambers)[0];
241     
242     zpos=iChamber->Z(); 
243 //
244     const Float_t X_POS = 11*.975/2; //half x
245     const Float_t Y_POS = 18*.55/2;  //half y
246     const Float_t Z_POS = 0.325;
247     
248     bpar[0] = X_POS; 
249     bpar[1] = Y_POS;  
250     bpar[2] = Z_POS;
251     
252     gMC->Gsvolu("C01G", "BOX", idGas, bpar, 3);
253     gMC->Gspos("C01G", 1, "ALIC", -bpar[0], bpar[1], zpos, 0, "ONLY");
254 }
255
256 //___________________________________________
257 void AliMUONproto::CreateMaterials()
258 {
259   // *** DEFINITION OF AVAILABLE MUON MATERIALS *** 
260   //
261   //     Ar-CO2 gas 
262     Float_t ag1[3]   = { 39.95,12.01,16. };
263     Float_t zg1[3]   = { 18.,6.,8. };
264     Float_t wg1[3]   = { .8,.0667,.13333 };
265     Float_t dg1      = .001821;
266     
267     Float_t epsil  = .001; // Tracking precision, 
268     Float_t tmaxfd = -20.; // Maximum angle due to field deflection
269     Float_t stmin  = -.8;
270     Int_t ISXFLD   = gAlice->Field()->Integ();
271     Float_t SXMGMX = gAlice->Field()->Max();
272
273     //
274     // --- Define the various materials for GEANT ---
275     AliMixture(22, "ArCO2 80%$", ag1, zg1, dg1, 3, wg1);
276
277     //
278     //    Ar/CO2
279     AliMedium(1, "ARG_CO2   ", 22, 1, ISXFLD, SXMGMX, tmaxfd, fMaxStepGas,
280               fMaxDestepAlu, epsil, stmin);
281     //    Air 
282         //AliMedium(1, "AIR_CH_US         ", 15, 1, ISXFLD, SXMGMX, tmaxfd, -1., -.3, epsil, stmin);
283 }
284
285 //___________________________________________
286 void AliMUONproto::Init()
287 {
288    printf("\n\n\n Start Init for Prototype ALICE2 - CPC chamber type\n\n\n");
289
290    // 
291    // Initialize Tracking Chambers
292    //
293    
294    ( (AliMUONChamber*) (*fChambers)[0])->Init();
295    
296    //
297    // Set the chamber (sensitive region) GEANT identifier
298    ((AliMUONChamber*)(*fChambers)[0])->SetGid(gMC->VolId("C01G"));
299
300    printf("\n\n\n Finished Init for Prototype ALICE2 - CPC chamber type\n\n\n");
301
302 }
303
304 //___________________________________________
305 void AliMUONproto::StepManager()
306 {
307   Int_t          copy, id;
308   static Int_t   idvol;
309   static Int_t   vol[2];
310   Int_t          ipart;
311   TLorentzVector pos;
312   TLorentzVector mom;
313   Float_t        theta,phi;
314   Float_t        destep, step;
315   
316   static Float_t eloss, eloss2, xhit, yhit, tlength;
317   const  Float_t big=1.e10;
318   
319   //  modifs perso
320   static Float_t hits[14];
321
322   TClonesArray &lhits = *fHits;
323
324   //
325   // Set maximum step size for gas
326   // numed=gMC->GetMedium();
327   //
328   // Only charged tracks
329   if( !(gMC->TrackCharge()) ) return; 
330   //
331   // Only gas gap inside chamber
332   // Tag chambers and record hits when track enters 
333   idvol=-1;
334   id=gMC->CurrentVolID(copy);
335   
336     for (Int_t i=1; i<=kNCH; i++) {
337       if(id==((AliMUONChamber*)(*fChambers)[i-1])->GetGid()){ 
338           vol[0]=i; 
339           idvol=i-1;
340       }
341     }
342     if (idvol == -1) return;
343   //
344   // Get current particle id (ipart), track position (pos)  and momentum (mom) 
345   gMC->TrackPosition(pos);
346   gMC->TrackMomentum(mom);
347
348   ipart  = gMC->TrackPid();
349   //Int_t ipart1 = gMC->IdFromPDG(ipart);
350   //printf("ich, ipart %d %d \n",vol[0],ipart1);
351
352   //
353   // momentum loss and steplength in last step
354   destep = gMC->Edep();
355   step   = gMC->TrackStep();
356   
357   //
358   // record hits when track enters ...
359   if( gMC->IsTrackEntering()) {
360       gMC->SetMaxStep(fMaxStepGas);
361       Double_t tc = mom[0]*mom[0]+mom[1]*mom[1];
362       Double_t rt = TMath::Sqrt(tc);
363       Double_t pmom = TMath::Sqrt(tc+mom[2]*mom[2]);
364       Double_t tx=mom[0]/pmom;
365       Double_t ty=mom[1]/pmom;
366       Double_t tz=mom[2]/pmom;
367       Double_t s=((AliMUONChamber*)(*fChambers)[idvol])
368           ->ResponseModel()
369           ->Pitch()/tz;
370       theta   = Float_t(TMath::ATan2(rt,Double_t(mom[2])))*kRaddeg;
371       phi     = Float_t(TMath::ATan2(Double_t(mom[1]),Double_t(mom[0])))*kRaddeg;
372       hits[0] = Float_t(ipart);         // Geant3 particle type
373       hits[1] = pos[0]+s*tx;                 // X-position for hit
374       hits[2] = pos[1]+s*ty;                 // Y-position for hit
375       hits[3] = pos[2]+s*tz;                 // Z-position for hit
376       hits[4] = theta;                  // theta angle of incidence
377       hits[5] = phi;                    // phi angle of incidence 
378       hits[8] = (Float_t) fNPadHits;   // first padhit
379       hits[9] = -1;                     // last pad hit
380
381       // modifs perso
382       hits[10] = mom[3]; // hit momentum P
383       hits[11] = mom[0]; // Px/P
384       hits[12] = mom[1]; // Py/P
385       hits[13] = mom[2]; // Pz/P
386       // fin modifs perso
387
388       // phi angle of incidence
389       tlength = 0;
390       eloss   = 0;
391       eloss2  = 0;
392       xhit    = pos[0];
393       yhit    = pos[1];      
394       // Only if not trigger chamber
395       if(idvol<10) {
396           //
397           //  Initialize hit position (cursor) in the segmentation model 
398           ((AliMUONChamber*) (*fChambers)[idvol])
399               ->SigGenInit(pos[0], pos[1], pos[2]);
400       } else {
401           //geant3->Gpcxyz();
402           //printf("In the Trigger Chamber #%d\n",idvol-9);
403       }
404   }
405   eloss2+=destep;
406   
407   // 
408   // Calculate the charge induced on a pad (disintegration) in case 
409   //
410   // Mip left chamber ...
411   if( gMC->IsTrackExiting() || gMC->IsTrackStop() || gMC->IsTrackDisappeared()){
412       gMC->SetMaxStep(big);
413       eloss   += destep;
414       tlength += step;
415       
416       // Only if not trigger chamber
417       if(idvol<10) {
418           if (eloss > 0) 
419               MakePadHits(0.5*(xhit+pos[0]),0.5*(yhit+pos[1]),eloss,0.0,idvol);
420       }
421           
422       hits[6]=tlength;
423       hits[7]=eloss2;
424       if (fNPadHits > (Int_t)hits[8]) {
425           hits[8]= hits[8]+1;
426           hits[9]= (Float_t) fNPadHits;
427       }
428     
429       new(lhits[fNhits++]) 
430           AliMUONHit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
431       eloss = 0; 
432       //
433       // Check additional signal generation conditions 
434       // defined by the segmentation
435       // model (boundary crossing conditions) 
436   } else if 
437       (((AliMUONChamber*) (*fChambers)[idvol])
438        ->SigGenCond(pos[0], pos[1], pos[2]))
439   {
440       ((AliMUONChamber*) (*fChambers)[idvol])
441           ->SigGenInit(pos[0], pos[1], pos[2]);
442 //      printf("\n-> MakePadHits, reason special %d",ipart);
443       if (eloss > 0)
444           MakePadHits(0.5*(xhit+pos[0]),0.5*(yhit+pos[1]),eloss,0.0,idvol);
445       xhit     = pos[0];
446       yhit     = pos[1]; 
447       eloss    = destep;
448       tlength += step ;
449       //
450       // nothing special  happened, add up energy loss
451   } else {        
452       eloss   += destep;
453       tlength += step ;
454   }
455 }
456
457 //___________________________________________
458 void AliMUONproto::BuildGeometry()
459 {
460     TNode *Node;
461     TNode *Top;
462     
463     const int kColorMUON = kBlue;
464     //
465     Top=gAlice->GetGeometry()->GetNode("alice");
466     //
467     //
468     //
469     float dx, dy, dz, zpos;
470
471     const Float_t cz[1]={975.};
472     
473     zpos=cz[0];
474
475     dx=11*.975/2;
476     dy=18*.55/2;
477     dz=0.325;
478
479     new TBRIK("C_MUON101","Mother volume for Proto.","void",dx*2,dy*2,dz*2);
480     TBRIK* PROTO = new TBRIK("PROT", "Proto. Sens. Region","void",dx,dy,dz);
481     Top->cd();
482     Node = new TNode("MUON101","ChamberNode","C_MUON101",0,0,zpos,"");
483     Node->SetLineColor(kColorMUON);
484     Node->SetVisibility(0);    
485     fNodes->Add(Node);
486     Node->cd();
487     Node = new TNode("MUON201", "Proto. Sens. Region Node", PROTO, -dx, dy, dz);
488     Node->SetLineColor(kColorMUON);    
489
490 }
491
492 //_____________________________________________________________________________
493 void AliMUONproto::FindClusters(Int_t nev, Int_t last_entry)
494 {
495
496 //
497 // Loop on chambers and on cathode planes
498 //
499   for (Int_t icat = 0; icat < 2; icat++) {
500             gAlice->ResetDigits();
501             gAlice->TreeD()->GetEvent(last_entry+icat);
502             
503       for (Int_t ich = 0; ich < kNTrackingCh; ich++) {
504           AliMUONChamber* iChamber=(AliMUONChamber*) (*fChambers)[ich];
505           TClonesArray *MUONdigits  = this->DigitsAddress(ich);
506           if (MUONdigits == 0) continue;
507           //
508           // Get ready the current chamber stuff
509           //
510
511           AliMUONResponse* response = iChamber->ResponseModel();
512           AliMUONSegmentation* seg = iChamber->SegmentationModel(icat+1);
513           AliMUONClusterFinder* rec = iChamber->ReconstructionModel();
514
515           if (seg) {      
516               rec->SetSegmentation(seg);
517               rec->SetResponse(response);
518               rec->SetDigits(MUONdigits);
519               rec->SetChamber(ich);
520               rec->FindRawClusters();
521           }
522           
523           TClonesArray *fRch;
524           fRch=RawClustAddress(ich);
525           fRch->Sort();
526           // it seems to work
527           
528       } // for ich
529       // fill the tree
530       gAlice->TreeR()->Fill();
531
532       ResetRawClusters();
533   } // for icat
534
535   char hname[30];
536   sprintf(hname,"TreeR%d",nev);
537   gAlice->TreeR()->Write(hname);
538   gAlice->TreeR()->Reset();
539 }
540
541 #ifdef WE_FORGRET_THIS_SHIT
542 //_____________________________________________________________________________
543 void AliMUONproto::SetThreshold()
544 {
545
546     ifstream inputFile("/home/alice/guernane/aliroot/pro/MUON/crped190.dat", ios::in);
547
548     if (inputFile.fail()) {
549         cout << "Error opening file" << endl;
550         exit(2);
551     }
552
553     char buff[32];
554     Int_t Serial;
555     Int_t Ntrigger;
556     Int_t Nchannel;
557     Int_t i1;
558     Int_t i2;
559         
560     inputFile >> buff;
561
562     inputFile >> Serial;
563     inputFile >> Ntrigger;
564     inputFile >> Nchannel;
565     inputFile >> i1;
566     inputFile >> i2;
567
568     Float_t ped0[Nchannel];
569     Float_t sig0[Nchannel];
570     Float_t ped1[Nchannel];
571     Float_t sig1[Nchannel];
572     Int_t ichannel;
573
574     for (Int_t i = 0; i < Nchannel-1; i++) {
575     ped0[i] = 0;
576     sig0[i] = 0;
577     ped1[i] = 0;
578     sig1[i] = 0;        
579     }
580     
581     for (Int_t i = 0; i < Nchannel-1; i++) {
582         inputFile >> ichannel;
583         inputFile >> ped0[i];
584         inputFile >> sig0[i];
585         inputFile >> ped1[i];
586         inputFile >> sig1[i];
587         fThreshold[i] = fNsigma*sig1[i];        
588     }
589     
590     inputFile.close();    
591 }
592 #endif