RICH/AliRICHPatRec.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 1.8  2000/11/01 15:37:18  jbarbosa
  19   Updated to use its own rec. point object.
  20
  21   Revision 1.7  2000/10/03 21:44:09  morsch
  22   Use AliSegmentation and AliHit abstract base classes.
  23
  24   Revision 1.6  2000/10/02 21:28:12  fca
  25   Removal of useless dependecies via forward declarations
  26
  27   Revision 1.5  2000/10/02 15:50:25  jbarbosa
  28   Fixed forward declarations.
  29
  30   Revision 1.4  2000/06/30 16:33:43  dibari
  31   Several changes (ring drawing, fiducial selection, etc.)
  32
  33   Revision 1.3  2000/06/15 15:47:12  jbarbosa
  34   Corrected compilation errors on HP-UX (replaced pow with TMath::Power)
  35
  36   Revision 1.2  2000/06/12 15:26:09  jbarbosa
  37   Cleaned up version.
  38
  39   Revision 1.1  2000/06/09 14:53:01  jbarbosa
  40   Bari's pattern recognition algorithm
  41
  42 */
  43
  44 #include "AliRICHHit.h"
  45 #include "AliRICHCerenkov.h"
  46 #include "AliRICHPadHit.h"
  47 #include "AliRICHDigit.h"
  48 #include "AliRICHRawCluster.h"
  49 #include "AliRICHRecHit1D.h"
  50 #include "AliRun.h"
  51 #include "AliDetector.h"
  52 #include "AliRICH.h"
  53 #include "AliRICHPoints.h"
  54 #include "AliSegmentation.h"
  55 #include "AliRICHPatRec.h"
  56 #include "AliRICH.h"
  57 #include "AliRICHConst.h"
  58 #include "AliRICHPoints.h"
  59 #include "AliConst.h"
  60 #include "AliHitMap.h"
  61
  62 #include <TParticle.h>
  63 #include <TMath.h>
  64 #include <TRandom.h>
  65 #include <TCanvas.h>
  66 #include <TH2.h>
  67 #include <TTree.h>
  68
  69
  70 ClassImp(AliRICHPatRec)
  71 //___________________________________________
  72 AliRICHPatRec::AliRICHPatRec() : TObject()
  73 {
  74   // Default constructor
  75
  76     //fChambers = 0;
  77 }
  78 //___________________________________________
  79 AliRICHPatRec::AliRICHPatRec(const char *name, const char *title)
  80     : TObject()
  81 {
  82     //Constructor for Bari's pattern recogniton method object
  83 }
  84
  85 void AliRICHPatRec::PatRec()
  86 {
  87
  88 // Pattern recognition algorithm
  89
  90   AliRICHChamber*       iChamber;
  91   AliSegmentation*  segmentation;
  92
  93   Int_t ntracks, ndigits[kNCH];
  94   Int_t itr, ich, i;
  95   Int_t goodPhotons;
  96   Int_t x,y,q;
  97   Float_t rx,ry,rz;
  98   Int_t nent,status;
  99   Int_t padsUsedX[100];
 100   Int_t padsUsedY[100];
 101
 102   Float_t rechit[7];
 103
 104   printf("PatRec started\n");
 105
 106   AliRICH *pRICH  = (AliRICH*)gAlice->GetDetector("RICH");
 107   TTree *treeH = gAlice->TreeH();
 108
 109   ntracks =(Int_t) treeH->GetEntries();
 110   //  ntracks = 1;
 111   for (itr=0; itr<ntracks; itr++) {
 112
 113     status = TrackParam(itr,ich);
 114     if(status==1) continue;
 115     //printf(" theta %f phi %f track \n",fTrackTheta,fTrackPhi);
 116     //    ring->Fill(fTrackLoc[0],fTrackLoc[1],100.);
 117
 118     iChamber = &(pRICH->Chamber(ich));
 119     segmentation=iChamber->GetSegmentationModel();
 120
 121     nent=(Int_t)gAlice->TreeD()->GetEntries();
 122     gAlice->TreeD()->GetEvent(0);
 123     TClonesArray *pDigitss = pRICH->DigitsAddress(ich);
 124     ndigits[ich] = pDigitss->GetEntriesFast();
 125     printf("Digits in chamber %d: %d\n",ich,ndigits[ich]);
 126     AliRICHDigit *padI = 0;
 127
 128     goodPhotons = 0;
 129
 130     for (Int_t dig=0;dig<ndigits[ich];dig++) {
 131       padI=(AliRICHDigit*) pDigitss->UncheckedAt(dig);
 132       x=padI->fPadX;
 133       y=padI->fPadY;
 134       q=padI->fSignal;
 135       segmentation->GetPadC(x,y,rx,ry,rz);
 136
 137       //printf("Pad coordinates x:%d, Real coordinates x:%f\n",x,rx);
 138       //printf("Pad coordinates y:%d, Real coordinates y:%f\n",y,ry);
 139
 140       fXpad = rx-fXshift;
 141       fYpad = ry-fYshift;
 142       fQpad = q;
 143
 144       fCerenkovAnglePad = PhotonCerenkovAngle();
 145       if(fCerenkovAnglePad==-999) continue;
 146
 147       if(!PhotonInBand()) continue;
 148
 149       Int_t xpad;
 150       Int_t ypad;
 151
 152       segmentation->GetPadI(fXpad,fYpad,0,xpad,ypad);
 153
 154       padsUsedX[goodPhotons]=xpad;
 155       padsUsedY[goodPhotons]=ypad;
 156
 157       goodPhotons++;
 158       fEtaPhotons[goodPhotons-1] = fCerenkovAnglePad;
 159     }
 160     fNumEtaPhotons = goodPhotons;
 161
 162     BackgroundEstimation();
 163
 164     HoughResponse();
 165     //CerenkovRingDrawing();
 166
 167     rechit[0] = 0;
 168     rechit[1]   = 0;
 169     rechit[2] = fThetaCerenkov;
 170     rechit[3] = fXshift + fTrackLoc[0];
 171     rechit[4] = fYshift + fTrackLoc[1];
 172     rechit[5] = fEmissPoint;
 173     rechit[6] = goodPhotons;
 174
 175     //printf("Center coordinates:%f %f\n",rechit[3],rechit[4]);
 176
 177     pRICH->AddRecHit1D(ich,rechit,fEtaPhotons,padsUsedX,padsUsedY);
 178
 179   }
 180
 181   gAlice->TreeR()->Fill();
 182   TClonesArray *fRec;
 183   for (i=0;i<kNCH;i++) {
 184     fRec=pRICH->RecHitsAddress1D(i);
 185     int ndig=fRec->GetEntriesFast();
 186     printf ("Chamber %d, rings %d\n",i,ndig);
 187   }
 188   pRICH->ResetRecHits1D();
 189
 190 }
 191
 192
 193 Int_t AliRICHPatRec::TrackParam(Int_t itr, Int_t &ich)
 194 {
 195   // Get Local coordinates of track impact
 196
 197   AliRICHChamber*       iChamber;
 198   AliSegmentation*      segmentation;
 199
 200   Float_t trackglob[3];
 201   Float_t trackloc[3];
 202   Float_t thetatr;
 203   Float_t phitr;
 204   Float_t iloss;
 205   Float_t part;
 206   Float_t pX, pY, pZ;
 207
 208   //printf("Calling TrackParam\n");
 209
 210     gAlice->ResetHits();
 211     TTree *treeH = gAlice->TreeH();
 212     treeH->GetEvent(itr);
 213
 214     AliRICH *pRICH  = (AliRICH*)gAlice->GetDetector("RICH");
 215     AliRICHHit* mHit=(AliRICHHit*)pRICH->FirstHit(-1);
 216     if(mHit==0) return 1;
 217     ich = mHit->fChamber-1;
 218     trackglob[0] = mHit->X();
 219     trackglob[1] = mHit->Y();
 220     trackglob[2] = mHit->Z();
 221     pX = mHit->fMomX;
 222     pY = mHit->fMomY;
 223     pZ = mHit->fMomZ;
 224     fTrackMom = sqrt(TMath::Power(pX,2)+TMath::Power(pY,2)+TMath::Power(pZ,2));
 225     thetatr = (mHit->fTheta)*(Float_t)kDegrad;
 226     phitr = mHit->fPhi*(Float_t)kDegrad;
 227     iloss = mHit->fLoss;
 228     part  = mHit->fParticle;
 229
 230     iChamber = &(pRICH->Chamber(ich));
 231     iChamber->GlobaltoLocal(trackglob,trackloc);
 232
 233     segmentation=iChamber->GetSegmentationModel();
 234
 235     // retrieve geometrical params
 236
 237     AliRICHGeometry* fGeometry=iChamber->GetGeometryModel();
 238
 239     fRw   = fGeometry->GetFreonThickness();
 240     fQw   = fGeometry->GetQuartzThickness();
 241     fTgap = fGeometry->GetGapThickness();
 242     Float_t radiatorToPads= fGeometry->GetRadiatorToPads();
 243       //+ fGeometry->GetProximityGapThickness();
 244
 245     //printf("Distance to pads. From geometry:%f, From calculations:%f\n",radiatorToPads,fRw + fQw + fTgap);
 246
 247     //Float_t apar = (fRw + fQw + fTgap)*tan(thetatr);
 248     Float_t apar = radiatorToPads*tan(thetatr);
 249     fTrackLoc[0] = apar*cos(phitr);
 250     fTrackLoc[1] = apar*sin(phitr);
 251     //fTrackLoc[2] = fRw + fQw + fTgap;
 252     fTrackLoc[2] = radiatorToPads;
 253     fTrackTheta  = thetatr;
 254     fTrackPhi    = phitr;
 255
 256     fXshift = trackloc[0] - fTrackLoc[0];
 257     fYshift = trackloc[2] - fTrackLoc[1];
 258
 259     return 0;
 260 }
 261
 262 Float_t AliRICHPatRec::EstimationAtLimits(Float_t lim, Float_t radius,
 263                                                  Float_t phiphot)
 264 {
 265
 266 // Estimation of emission point
 267
 268   Float_t nquartz = 1.585;
 269   Float_t ngas    = 1.;
 270   Float_t nfreon  = 1.295;
 271   Float_t value;
 272
 273   //  printf("Calling EstimationLimits\n");
 274
 275   Float_t apar = (fRw -fEmissPoint + fQw + fTgap)*tan(fTrackTheta);
 276   Float_t b1 = (fRw-fEmissPoint)*tan(lim);
 277   Float_t b2 = fQw / sqrt(TMath::Power(nquartz,2)-TMath::Power(nfreon*sin(lim),2));
 278   Float_t b3 = fTgap / sqrt(TMath::Power(ngas,2)-TMath::Power(nfreon*sin(lim),2));
 279   Float_t bpar = b1 + nfreon*sin(lim)*(b2+b3);
 280   value = TMath::Power(radius,2)
 281     -TMath::Power((apar*cos(fTrackPhi)-bpar*cos(phiphot)),2)
 282     -TMath::Power((apar*sin(fTrackPhi)-bpar*sin(phiphot)),2);
 283   return value;
 284 }
 285
 286
 287 Float_t AliRICHPatRec::PhotonCerenkovAngle()
 288 {
 289   // Cherenkov pad angle reconstruction
 290
 291   Float_t radius;
 292   Float_t cherMin = 0;
 293   Float_t cherMax = 0.8;
 294   Float_t phiphot;
 295   Float_t eps = 0.0001;
 296   Int_t   niterEmiss = 0;
 297   Int_t   niterEmissMax = 0;
 298   Float_t x1,x2,x3=0,p1,p2,p3;
 299   Float_t argY,argX;
 300   Int_t niterFun;
 301
 302   //  printf("Calling PhotonCerenkovAngle\n");
 303
 304   radius = sqrt(TMath::Power(fTrackLoc[0]-fXpad,2)+TMath::Power(fTrackLoc[1]-fYpad,2));
 305   fEmissPoint = fRw/2.;  //Start value of EmissionPoint
 306
 307   while(niterEmiss<=niterEmissMax) {
 308
 309     niterFun = 0;
 310     argY = fYpad - fEmissPoint*tan(fTrackTheta)*sin(fTrackPhi);
 311     argX = fXpad - fEmissPoint*tan(fTrackTheta)*cos(fTrackPhi);
 312     phiphot = atan2(argY,argX);
 313     p1 = EstimationAtLimits(cherMin,radius,phiphot);
 314     p2 = EstimationAtLimits(cherMax,radius,phiphot);
 315     if(p1*p2>0)
 316       {
 317         //        printf("PhotonCerenkovAngle failed\n");
 318         return -999;
 319       }
 320
 321     //start to find the Cherenkov pad angle
 322     x1 = cherMin;
 323     x2 = cherMax;
 324     x3 = (x1+x2)/2.;
 325     p3 = EstimationAtLimits(x3,radius,phiphot);
 326     while(TMath::Abs(p3)>eps){
 327       if(p1*p3<0) x2 = x3;
 328       if(p1*p3>0) {
 329         x1 = x3;
 330         p1 = EstimationAtLimits(x1,radius,phiphot);
 331       }
 332       x3 = (x1+x2)/2.;
 333       p3 = EstimationAtLimits(x3,radius,phiphot);
 334       niterFun++;
 335
 336       if(niterFun>=1000) {
 337         //      printf(" max iterations in PhotonCerenkovAngle\n");
 338         return x3;
 339       }
 340     }
 341     //    printf("niterFun %i \n",niterFun);
 342     niterEmiss++;
 343     if (niterEmiss != niterEmissMax+1) EmissionPoint();
 344   }
 345   /*
 346    printf(" phiphot %f fXpad %f fYpad %f fEmiss %f \n",
 347                          phiphot,fXpad,fYpad,fEmissPoint);
 348   */
 349
 350   return x3;
 351
 352 }
 353
 354
 355 void AliRICHPatRec::EmissionPoint()
 356 {
 357
 358 // Find emission point
 359
 360   Float_t absorbtionLength=7.83*fRw; //absorption length in the freon (cm)
 361   // 7.83 = -1/ln(T0) where
 362   // T0->Trasmission freon at 180nm = 0.88 (Eph=6.85eV)
 363   Float_t photonLength, photonLengthMin, photonLengthMax;
 364
 365   photonLength=exp(-fRw/(absorbtionLength*cos(fCerenkovAnglePad)));
 366   photonLengthMin=fRw*photonLength/(1.-photonLength);
 367   photonLengthMax=absorbtionLength*cos(fCerenkovAnglePad);
 368   fEmissPoint = fRw + photonLengthMin - photonLengthMax;
 369
 370 }
 371
 372 void AliRICHPatRec::PhotonSelection(Int_t track, Int_t &nphot, Float_t &thetamean)
 373 {
 374
 375 // not implemented yet
 376
 377   printf("Calling PhotonSelection\n");
 378 }
 379
 380 void AliRICHPatRec::BackgroundEstimation()
 381 {
 382
 383 // estimate background noise
 384
 385   Float_t stepEta   = 0.001;
 386   Float_t etaMinBkg = 0.72;
 387   Float_t etaMaxBkg = 0.75;
 388   Float_t etaMin    = 0.;
 389   Float_t etaMax    = 0.75;
 390   Float_t ngas      = 1.;
 391   Float_t nfreon    = 1.295;
 392
 393   Float_t etaStepMin,etaStepMax,etaStepAvg;
 394   Int_t i,ip,nstep;
 395   Int_t numPhotBkg, numPhotonStep;
 396   Float_t funBkg,areaBkg,normBkg;
 397   Float_t densityBkg,storeBkg,numStore;
 398   Float_t thetaSig;
 399
 400   numPhotBkg = 0;
 401   areaBkg = 0.;
 402
 403   nstep = (int)((etaMaxBkg-etaMinBkg)/stepEta);
 404
 405   for (i=0;i<fNumEtaPhotons;i++) {
 406
 407     if(fEtaPhotons[i]>etaMinBkg && fEtaPhotons[i]<etaMaxBkg) {
 408       numPhotBkg++;
 409     }
 410   }
 411   if (numPhotBkg == 0) {
 412      for (i=0;i<fNumEtaPhotons;i++) {
 413         fWeightPhotons[i] = 1.;
 414      }
 415     return;
 416   }
 417
 418   //  printf(" numPhotBkg %i ",numPhotBkg);
 419
 420   for (i=0;i<nstep;i++) {
 421     etaStepMin = etaMinBkg + (Float_t)(i)*stepEta;
 422     etaStepMax = etaMinBkg + (Float_t)(i+1)*stepEta;
 423     etaStepAvg = 0.5*(etaStepMax + etaStepMin);
 424     /*
 425     funBkg = tan(etaStepAvg)*TMath::Power((1.+TMath::Power(tan(etaStepAvg),2)),
 426                                   5.52)-7.803 + 22.02*tan(etaStepAvg);
 427     */
 428
 429     //printf("etaStepAvg: %f, etaStepMax: %f, etaStepMin: %f", etaStepAvg,etaStepMax,etaStepMin);
 430
 431     thetaSig = TMath::ASin(nfreon/ngas*TMath::Sin(etaStepAvg));
 432     funBkg = tan(thetaSig)*(1.+TMath::Power(tan(thetaSig),2))*nfreon
 433        /ngas*cos(etaStepAvg)/cos(thetaSig);
 434     areaBkg += stepEta*funBkg;
 435   }
 436
 437   densityBkg = 0.95*(Float_t)(numPhotBkg)/areaBkg;
 438   //  printf(" densityBkg %f \n",densityBkg);
 439
 440   nstep = (int)((etaMax-etaMin)/stepEta);
 441   storeBkg = 0.;
 442   numStore = 0;
 443   for (i=0;i<nstep;i++) {
 444     etaStepMin = etaMinBkg + (Float_t)(i)*stepEta;
 445     etaStepMax = etaMinBkg + (Float_t)(i+1)*stepEta;
 446     etaStepAvg = 0.5*(etaStepMax + etaStepMin);
 447     /*
 448     funBkg = tan(etaStepAvg)*TMath::Power((1.+TMath::Power(tan(etaStepAvg),2)),
 449                                   5.52)-7.803 + 22.02*tan(etaStepAvg);
 450     */
 451
 452     thetaSig = asin(nfreon/ngas*sin(etaStepAvg));
 453     funBkg = tan(thetaSig)*(1.+TMath::Power(tan(thetaSig),2))*nfreon
 454        /ngas*cos(etaStepAvg)/cos(thetaSig);
 455
 456     areaBkg = stepEta*funBkg;
 457     normBkg = densityBkg*areaBkg;
 458     numPhotonStep = 0;
 459     for (ip=0;ip<fNumEtaPhotons;ip++) {
 460       if(fEtaPhotons[ip]>etaStepMin && fEtaPhotons[ip]<etaStepMax) {
 461         numPhotonStep++;
 462       }
 463     }
 464     if (numPhotonStep == 0) {
 465       storeBkg += normBkg;
 466       numStore++;
 467       if (numStore>50) {
 468         numStore = 0;
 469         storeBkg = 0.;
 470       }
 471     }
 472     if (numPhotonStep == 0) continue;
 473     for (ip=0;ip<fNumEtaPhotons;ip++) {
 474       if(fEtaPhotons[ip]>etaStepMin && fEtaPhotons[ip]<etaStepMax) {
 475         normBkg +=storeBkg;
 476         storeBkg = 0;
 477         numStore = 0;
 478         fWeightPhotons[ip] = 1. - normBkg/(Float_t)(numPhotonStep);
 479         /*
 480         printf(" normBkg %f numPhotonStep %i fW %f \n",
 481                normBkg, numPhotonStep, fWeightPhotons[ip]);
 482         */
 483         if(fWeightPhotons[ip]<0) fWeightPhotons[ip] = 0.;
 484       }
 485     }
 486   }
 487 }
 488
 489
 490 void AliRICHPatRec::FlagPhotons(Int_t track, Float_t theta)
 491 {
 492
 493 // not implemented yet
 494
 495   printf("Calling FlagPhotons\n");
 496 }
 497
 498
 499 //////////////////////////////////////////
 500
 501
 502
 503
 504
 505 Int_t AliRICHPatRec::PhotonInBand()
 506 {
 507   //0=label for parameters giving internal band ellipse
 508   //1=label for parameters giving external band ellipse
 509
 510   Float_t imp[2], mass[2], energy[2], beta[2];
 511   Float_t emissPointLength[2];
 512   Float_t e1, e2, f1, f2;
 513   Float_t nfreon[2], nquartz[2];
 514   Int_t times;
 515   Float_t pointsOnCathode[3];
 516
 517   Float_t phpad, thetacer[2];
 518   Float_t bandradius[2], padradius;
 519
 520   imp[0] = 5.0; //threshold momentum for the proton Cherenkov emission
 521   imp[1] = 1.2;
 522
 523   mass[0] = 0.938; //proton mass
 524   mass[1] = 0.139; //pion mass
 525
 526   emissPointLength[0] = fRw-0.0001; //at the beginning of the radiator
 527   emissPointLength[1] = 0.;//at the end of radiator
 528
 529   //parameters to calculate freon window refractive index vs. energy
 530   Float_t a = 1.177;
 531   Float_t b = 0.0172;
 532
 533   //parameters to calculate quartz window refractive index vs. energy
 534   /*
 535   Energ[0]  = 5.6;
 536   Energ[1]  = 7.7;
 537   */
 538   energy[0]  = 5.0;
 539   energy[1]  = 8.0;
 540   e1 = 10.666;
 541   e2  = 18.125;
 542   f1  = 46.411;
 543   f2  = 228.71;
 544
 545   phpad = PhiPad();
 546
 547   for (times=0; times<=1; times++) {
 548
 549     nfreon[times]   = a+b*energy[times];
 550     //nfreon[times]   = 1;
 551
 552     nquartz[times] = sqrt(1+(f1/(TMath::Power(e1,2)-TMath::Power(energy[times],2)))+
 553                           (f2/(TMath::Power(e2,2)-TMath::Power(energy[times],2))));
 554
 555     beta[times]  = imp[times]/sqrt(TMath::Power(imp[times],2)+TMath::Power(mass[times],2));
 556
 557     thetacer[times] =  CherenkovAngle( nfreon[times], beta[times]);
 558
 559     bandradius[times] = DistanceFromMip( nfreon[times], nquartz[times],
 560                                 emissPointLength[times],
 561                                       thetacer[times], phpad, pointsOnCathode);
 562     //printf(" ppp %f %f %f \n",pointsOnCathode);
 563 }
 564
 565   bandradius[0] -= 1.6;
 566   bandradius[1] += 1.6;
 567   padradius = sqrt(TMath::Power(fXpad,2)+TMath::Power(fYpad,2));
 568   //  printf(" rmin %f r %f rmax %f \n",bandradius[0],padradius,bandradius[1]);
 569
 570   if(padradius>=bandradius[0] && padradius<=bandradius[1]) return 1;
 571   return 0;
 572 }
 573
 574 Float_t AliRICHPatRec::DistanceFromMip(Float_t nfreon, Float_t nquartz,
 575                        Float_t emissPointLength, Float_t thetacer,
 576                        Float_t phpad, Float_t pointsOnCathode[3])
 577 {
 578
 579 // Find the distance to MIP impact
 580
 581   Float_t distanceValue;
 582
 583   TVector3 radExitPhot(1,1,1);//photon impact at the radiator exit with respect
 584   //to local reference sistem with the origin in the MIP entrance
 585
 586   TVector3 vectEmissPointLength(1,1,1);
 587   Float_t magEmissPointLenght;
 588
 589   TVector3 radExitPhot2(1,1,1);//photon impact at the radiator exit with respect
 590   Float_t magRadExitPhot2;
 591   //to a reference sistem with origin in the photon emission point and
 592   //axes parallel to the MIP reference sistem
 593
 594   TVector3 quarExitPhot(1,1,1);//photon impact at the quartz exit with respect
 595   Float_t magQuarExitPhot;
 596   //
 597   TVector3 gapExitPhot(1,1,1) ;
 598   Float_t magGapExitPhot;
 599   //
 600   TVector3 PhotocatExitPhot(1,1,1);
 601   Double_t theta2;
 602   Double_t thetarad , phirad ;
 603   Double_t thetaquar, phiquar;
 604   Double_t thetagap , phigap ;
 605
 606   Float_t ngas    = 1.;
 607
 608   magEmissPointLenght =  emissPointLength/cos(fTrackTheta);
 609
 610   vectEmissPointLength.SetMag(magEmissPointLenght);
 611   vectEmissPointLength.SetTheta(fTrackTheta);
 612   vectEmissPointLength.SetPhi(fTrackPhi);
 613
 614
 615   radExitPhot2.SetTheta(thetacer);
 616   radExitPhot2.SetPhi(phpad);
 617
 618
 619   TRotation r1;
 620   TRotation r2;
 621   TRotation r;
 622
 623   r1. RotateY(fTrackTheta);
 624   r2. RotateZ(fTrackPhi);
 625
 626
 627
 628   r = r2 * r1;//rotation about the y axis by MIP theta incidence angle
 629   //following by a rotation about the z axis by MIP phi incidence angle;
 630
 631
 632   radExitPhot2    = r * radExitPhot2;
 633   theta2          = radExitPhot2.Theta();
 634   magRadExitPhot2 = (fRw -  vectEmissPointLength(2))/cos(theta2);
 635   radExitPhot2.SetMag(magRadExitPhot2);
 636
 637
 638   radExitPhot = vectEmissPointLength + radExitPhot2;
 639   thetarad    = radExitPhot.Theta();
 640   phirad  =  radExitPhot.Phi(); //check on the original file //
 641
 642   thetaquar   = SnellAngle( nfreon, nquartz, theta2);
 643   phiquar     = radExitPhot2.Phi();
 644   if(thetaquar == 999.) return thetaquar;
 645   magQuarExitPhot    = fQw/cos(thetaquar);
 646   quarExitPhot.SetMag( magQuarExitPhot);
 647   quarExitPhot.SetTheta(thetaquar);
 648   quarExitPhot.SetPhi(phiquar);
 649
 650   thetagap = SnellAngle( nquartz, ngas, thetaquar);
 651   phigap   = phiquar;
 652   if(thetagap == 999.) return thetagap;
 653   magGapExitPhot    = fTgap/cos(thetagap);
 654   gapExitPhot.SetMag( magGapExitPhot);
 655   gapExitPhot.SetTheta(thetagap);
 656   gapExitPhot.SetPhi(phigap);
 657
 658   PhotocatExitPhot =  radExitPhot + quarExitPhot + gapExitPhot;
 659
 660   distanceValue = sqrt(TMath::Power(PhotocatExitPhot(0),2)
 661                            +TMath::Power(PhotocatExitPhot(1),2));
 662   pointsOnCathode[0] = (Float_t) PhotocatExitPhot(0) + fXshift - fTrackLoc[0];
 663   pointsOnCathode[1] = (Float_t) PhotocatExitPhot(1) + fYshift - fTrackLoc[1];
 664   pointsOnCathode[2] = (Float_t) PhotocatExitPhot(2);
 665
 666   //printf(" point in Distance.2. %f %f %f \n",pointsOnCathode[0],pointsOnCathode[1],pointsOnCathode[2]);
 667
 668   return distanceValue;
 669
 670  }
 671
 672 Float_t AliRICHPatRec::PhiPad()
 673 {
 674
 675 // ??
 676
 677   Float_t zpad;
 678   Float_t thetapad, phipad;
 679   Float_t thetarot, phirot;
 680
 681   zpad = fRw + fQw + fTgap;
 682
 683   TVector3 photonPad(fXpad, fYpad, zpad);
 684   thetapad = photonPad.Theta();
 685   phipad = photonPad.Phi();
 686
 687   TRotation r1;
 688   TRotation r2;
 689   TRotation r;
 690
 691   thetarot = - fTrackTheta;
 692   phirot   = - fTrackPhi;
 693   r1. RotateZ(phirot);
 694   r2. RotateY(thetarot);
 695
 696   r = r2 * r1;//rotation about the z axis by MIP -phi incidence angle
 697   //following by a rotation about the y axis by MIP -theta incidence angle;
 698
 699   photonPad  = r * photonPad;
 700
 701   phipad = photonPad.Phi();
 702
 703   return phipad;
 704 }
 705
 706 Float_t AliRICHPatRec:: SnellAngle(Float_t n1, Float_t n2, Float_t theta1)
 707 {
 708
 709 // Compute the Snell angle
 710
 711   Float_t sinrefractangle;
 712   Float_t refractangle;
 713
 714   sinrefractangle = (n1/n2)*sin(theta1);
 715
 716   if(sinrefractangle>1.) {
 717      refractangle = 999.;
 718      return refractangle;
 719   }
 720
 721   refractangle = asin(sinrefractangle);
 722   return refractangle;
 723 }
 724
 725 Float_t AliRICHPatRec::CherenkovAngle(Float_t n, Float_t beta)
 726 {
 727
 728 // Compute the cerenkov angle
 729
 730   Float_t thetacer;
 731
 732   if((n*beta)<1.) {
 733     thetacer = 999.;
 734     return thetacer;
 735   }
 736
 737   thetacer = acos (1./(n*beta));
 738   return thetacer;
 739 }
 740
 741 Float_t AliRICHPatRec::BetaCerenkov(Float_t n, Float_t theta)
 742 {
 743
 744 // Find beta
 745
 746   Float_t beta;
 747
 748   beta = 1./(n*cos(theta));
 749   return beta;
 750 }
 751
 752
 753
 754
 755 void AliRICHPatRec::HoughResponse()
 756
 757 {
 758
 759 // Implement Hough response pat. rec. method
 760
 761   int           bin=0;
 762   int           bin1=0;
 763   int           bin2=0;
 764   int           i, j, k, nCorrBand;
 765   int           etaBin = 750;
 766   float         hcs[750];
 767   float         angle, thetaCerMean;
 768
 769   float         etaPeak[30];
 770   float         etaMin = 0.00;
 771   float         etaMax = 0.75;
 772   float         stepEta = 0.001;
 773   float         windowEta = 0.040;
 774
 775   int           nBin;
 776
 777   float etaPeakPos  = -1;
 778   Int_t   etaPeakCount = -1;
 779
 780   thetaCerMean   = 0.;
 781   fThetaCerenkov = 0.;
 782
 783   nBin = (int)(0.5+etaMax/(stepEta));
 784   nCorrBand = (int)(0.5+ windowEta/(2 * stepEta));
 785   memset ((void *)hcs, 0, etaBin*sizeof(int));
 786
 787   for (k=0; k< fNumEtaPhotons; k++) {
 788
 789     angle = fEtaPhotons[k];
 790
 791     if (angle>=etaMin && angle<= etaMax) {
 792       bin = (int)(0.5+angle/(stepEta));
 793       bin1= bin-nCorrBand;
 794       bin2= bin+nCorrBand;
 795       if (bin1<0)    bin1=0;
 796       if (bin2>nBin) bin2=nBin;
 797
 798       for (j=bin1; j<bin2; j++) {
 799         hcs[j] += fWeightPhotons[k];
 800       }
 801
 802       thetaCerMean += angle;
 803     }
 804   }
 805
 806  thetaCerMean /= fNumEtaPhotons;
 807
 808   HoughFiltering(hcs);
 809
 810   for (bin=0; bin <nBin; bin++) {
 811     angle = (bin+0.5) * (stepEta);
 812     if (hcs[bin] && hcs[bin] > etaPeakPos) {
 813       etaPeakCount = 0;
 814       etaPeakPos = hcs[bin];
 815       etaPeak[0]=angle;
 816     }
 817     else {
 818       if (hcs[bin] == etaPeakPos) {
 819         etaPeak[++etaPeakCount] = angle;
 820       }
 821     }
 822   }
 823
 824   for (i=0; i<etaPeakCount+1; i++) {
 825     fThetaCerenkov += etaPeak[i];
 826   }
 827   if (etaPeakCount>=0) {
 828     fThetaCerenkov /= etaPeakCount+1;
 829     fThetaPeakPos = etaPeakPos;
 830   }
 831 }
 832
 833
 834 void AliRICHPatRec::HoughFiltering(float hcs[])
 835 {
 836
 837 // hough filtering
 838
 839    float hcsFilt[750];
 840    float k[5] = {0.05, 0.25, 0.4, 0.25, 0.05};
 841    int nx, i, nxDx;
 842    int sizeHCS;
 843    int nBin;
 844
 845    int   etaBin = 750;
 846    float etaMax = 0.75;
 847    float stepEta = 0.001;
 848
 849    nBin =  (int)(1+etaMax/stepEta);
 850    sizeHCS = etaBin*sizeof(float);
 851
 852    memset ((void *)hcsFilt, 0, sizeHCS);
 853
 854    for (nx = 0; nx < nBin; nx++) {
 855       for (i = 0; i < 5; i++)   {
 856         nxDx = nx + (i-2);
 857         if (nxDx> -1 && nxDx<nBin)
 858              hcsFilt[nx] +=  hcs[nxDx] * k[i];
 859       }
 860    }
 861
 862    for (nx = 0; nx < nBin; nx++) {
 863      hcs[nx] = hcsFilt[nx];
 864    }
 865 }
 866
 867 /*void AliRICHPatRec::CerenkovRingDrawing()
 868 {
 869
 870 //to draw Cherenkov ring by known Cherenkov angle
 871
 872     Int_t nmaxdegrees;
 873     Int_t Nphpad;
 874     Float_t phpad;
 875     Float_t nfreonave, nquartzave;
 876     Float_t aveEnerg;
 877     Float_t energy[2];
 878     Float_t e1, e2, f1, f2;
 879     Float_t bandradius;
 880
 881 //parameters to calculate freon window refractive index vs. energy
 882
 883     Float_t a = 1.177;
 884     Float_t b = 0.0172;
 885
 886 //parameters to calculate quartz window refractive index vs. energy
 887
 888     energy[0]  = 5.0;
 889     energy[1]  = 8.0;
 890     e1  = 10.666;
 891     e2  = 18.125;
 892     f1  = 46.411;
 893     f2  = 228.71;
 894
 895
 896    nmaxdegrees = 36;
 897
 898    for (Nphpad=0; Nphpad<nmaxdegrees;Nphpad++) {
 899
 900        phpad = (360./(Float_t)nmaxdegrees)*(Float_t)Nphpad;
 901
 902        aveEnerg =  (energy[0]+energy[1])/2.;
 903
 904        nfreonave  = a+b*aveEnerg;
 905        nquartzave = sqrt(1+(f1/(TMath::Power(e1,2)-TMath::Power(aveEnerg,2)))+
 906                          (f2/(TMath::Power(e2,2)-TMath::Power(aveEnerg,2))));
 907
 908        bandradius = DistanceFromMip(nfreonave, nquartzave,
 909                                    fEmissPoint,fThetaCerenkov, phpad);
 910
 911        fCoordEllipse[0][Nphpad] = fOnCathode[0];
 912        fCoordEllipse[1][Nphpad] = fOnCathode[1];
 913        printf(" values %f %f \n",fOnCathode[0],fOnCathode[1]);
 914
 915    }
 916
 917 }*/
 918
 919