TOF geometry updating (addition of AliTOFGeometry)
[u/mrichter/AliRoot.git] / TOF / AliTOFSDigitizer.cxx
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3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15
16 /* $Id$ */
17
18 //_________________________________________________________________________
19 // This is a TTask that constructs SDigits out of Hits
20 // A Summable Digits is the "sum" of all hits in a pad
21 // Detector response has been simulated via the method
22 // SimulateDetectorResponse
23 //
24 //-- Authors: F. Pierella, A. De Caro
25 // Use case: see AliTOFhits2sdigits.C macro in the CVS
26 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
27
28 #include <Riostream.h>
29 #include <stdlib.h>
30
31 #include <TBenchmark.h>
32 #include <TF1.h>
33 #include <TFile.h>
34 #include <TFolder.h>
35 #include <TH1.h>
36 #include <TParticle.h>
37 #include <TROOT.h>
38 #include <TSystem.h>
39 #include <TTask.h>
40 #include <TTree.h>
41
42 #include "AliDetector.h"
43 #include "AliLoader.h"
44 #include "AliRun.h"
45 #include "AliRunLoader.h"
46 #include "AliTOF.h"
47 #include "AliTOFGeometry.h"
48 #include "AliTOFHitMap.h"
49 #include "AliTOFSDigit.h"
50 #include "AliTOFSDigitizer.h"
51 #include "AliTOFhit.h"
52 #include "AliTOFhitT0.h"
53 #include "AliTOFv1.h"
54 #include "AliTOFv2.h"
55 #include "AliTOFv3.h"
56 #include "AliTOFv4.h"
57 #include "AliMC.h"
58
59 ClassImp(AliTOFSDigitizer)
60
61 //____________________________________________________________________________ 
62   AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer():TTask("AliTOFSDigitizer","") 
63 {
64   // ctor
65
66   fRunLoader      = 0;
67   fTOFLoader      = 0;
68
69   fEvent1         = 0;
70   fEvent2         = 0;
71   ftail           = 0;
72   fSelectedSector = -1;
73   fSelectedPlate  = -1;
74 }
75
76 //____________________________________________________________________________ 
77 AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer(const char* HeaderFile, Int_t evNumber1, Int_t nEvents):TTask("AliTOFSDigitizer","")
78 {
79   ftail    = 0;
80   fSelectedSector=-1; // by default we sdigitize all sectors
81   fSelectedPlate =-1; // by default we sdigitize all plates in all sectors
82   
83   fHeadersFile = HeaderFile ; // input filename (with hits)
84   TFile * file = (TFile*) gROOT->GetFile(fHeadersFile.Data());
85   
86   //File was not opened yet open file and get alirun object
87   if (file == 0) {
88     file   = TFile::Open(fHeadersFile.Data(),"update") ;
89     gAlice = (AliRun *) file->Get("gAlice") ;
90   }
91   
92   // add Task to //root/Tasks folder
93   fRunLoader = AliRunLoader::Open(HeaderFile);//open session and mount on default event folder
94   if (fRunLoader == 0x0)
95     {
96       Fatal("AliTOFSDigitizer","Event is not loaded. Exiting");
97       return;
98     }
99
100   fRunLoader->LoadHeader();
101   
102   if (evNumber1>=0) fEvent1 = evNumber1;
103   else fEvent1=0;
104   
105   if (nEvents==0) fEvent2 = (Int_t)(fRunLoader->GetNumberOfEvents());
106   else if (nEvents>0) fEvent2 = evNumber1+nEvents;
107   else fEvent2 = 1;
108   
109   if (!(fEvent2>fEvent1)) {
110     cout << " ERROR: fEvent2 = " << fEvent2 << " <= fEvent1 = " << fEvent1 << endl;
111     fEvent1 = 0;
112     fEvent2 = 1;
113     cout << " Correction: fEvent2 = " << fEvent2 << " <= fEvent1 = " << fEvent1 << endl;
114   }
115   
116   // init parameters for sdigitization
117   InitParameters();
118   
119   fTOFLoader = fRunLoader->GetLoader("TOFLoader");
120   if (fTOFLoader == 0x0)
121     {
122       Fatal("AliTOFSDigitizer","Can not find TOF loader in event. Exiting.");
123       return;
124     }
125   fTOFLoader->PostSDigitizer(this);
126 }
127
128 //____________________________________________________________________________ 
129 AliTOFSDigitizer::~AliTOFSDigitizer()
130 {
131   // dtor
132 }
133
134 //____________________________________________________________________________ 
135 void AliTOFSDigitizer::InitParameters()
136 {
137   // set parameters for detector simulation
138   
139   fTimeResolution =0.120;
140   fpadefficiency  =0.99 ;
141   fEdgeEffect     = 2   ;
142   fEdgeTails      = 0   ;
143   fHparameter     = 0.4 ;
144   fH2parameter    = 0.15;
145   fKparameter     = 0.5 ;
146   fK2parameter    = 0.35;
147   fEffCenter      = fpadefficiency;
148   fEffBoundary    = 0.65;
149   fEff2Boundary   = 0.90;
150   fEff3Boundary   = 0.08;
151   fResCenter      = 50. ;
152   fResBoundary    = 70. ;
153   fResSlope       = 40. ;
154   fTimeWalkCenter = 0.  ;
155   fTimeWalkBoundary=0.  ;
156   fTimeWalkSlope  = 0.  ;
157   fTimeDelayFlag  = 1   ;
158   fPulseHeightSlope=2.0 ;
159   fTimeDelaySlope =0.060;
160   // was fMinimumCharge = TMath::Exp(fPulseHeightSlope*fKparameter/2.);
161   fMinimumCharge = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope*fHparameter);
162   fChargeSmearing=0.0   ;
163   fLogChargeSmearing=0.13;
164   fTimeSmearing   =0.022;
165   fAverageTimeFlag=0    ;
166   fTdcBin   = 50.;     // 1 TDC bin = 50 ps
167   fAdcBin   = 0.25;    // 1 ADC bin = 0.25 pC (or 0.03 pC)
168   fAdcMean  = 50.;     // ADC distribution mpv value for Landau (in bins)
169                        // it corresponds to a mean value of ~100 bins
170   fAdcRms   = 25.;     // ADC distribution rms value (in bins)
171                        // it corresponds to distribution rms ~50 bins
172 }
173
174 //__________________________________________________________________
175 Double_t TimeWithTail(Double_t* x, Double_t* par)
176 {
177   // sigma - par[0], alpha - par[1], part - par[2]
178   //  at x<part*sigma - gauss
179   //  at x>part*sigma - TMath::Exp(-x/alpha)
180   Float_t xx =x[0];
181   Double_t f;
182   if(xx<par[0]*par[2]) {
183     f = TMath::Exp(-xx*xx/(2*par[0]*par[0]));
184   } else {
185     f = TMath::Exp(-(xx-par[0]*par[2])/par[1]-0.5*par[2]*par[2]);
186   }
187   return f;
188 }
189
190
191 //____________________________________________________________________________
192 void AliTOFSDigitizer::Exec(Option_t *verboseOption) { 
193
194   if (strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all"))
195     gBenchmark->Start("TOFSDigitizer");
196
197   if (fEdgeTails) ftail = new TF1("tail",TimeWithTail,-2,2,3);
198   
199   Int_t nselectedHits=0;
200   Int_t ntotalsdigits=0;
201   Int_t ntotalupdates=0;
202   Int_t nnoisesdigits=0;
203   Int_t nsignalsdigits=0;
204   Int_t nHitsFromPrim=0;
205   Int_t nHitsFromSec=0;
206   Int_t nlargeTofDiff=0;
207
208   Bool_t thereIsNotASelection=(fSelectedSector==-1) && (fSelectedPlate==-1);
209
210   fRunLoader->LoadgAlice();
211   gAlice = fRunLoader->GetAliRun();
212
213   fRunLoader->LoadKinematics();
214   
215   AliTOF *TOF = (AliTOF *) gAlice->GetDetector("TOF");
216   
217   if (!TOF) {
218     Error("AliTOFSDigitizer","TOF not found");
219     return;
220   }
221   
222   fTOFLoader->LoadHits("read");
223   fTOFLoader->LoadSDigits("recreate");
224   
225   for (Int_t iEvent=fEvent1; iEvent<fEvent2; iEvent++) {
226     cout << "------------------- "<< GetName() << " ------------- \n";
227     cout << "Sdigitizing event " << iEvent << endl;
228
229     fRunLoader->GetEvent(iEvent);
230
231     TTree *TH = fTOFLoader->TreeH ();
232     if (!TH) return;
233
234     if (fTOFLoader->TreeS () == 0) fTOFLoader->MakeTree ("S");
235     
236     //Make branch for digits
237     TOF->MakeBranch("S");
238     
239     TOF->SetTreeAddress();
240
241     // recreate TClonesArray fSDigits - for backward compatibility
242     if (TOF->SDigits() == 0) {
243       TOF->CreateSDigitsArray();
244     } else {
245       TOF->RecreateSDigitsArray();
246     }
247
248     Int_t version=TOF->IsVersion();
249
250     Int_t nselectedHitsinEv=0;
251     Int_t ntotalsdigitsinEv=0;
252     Int_t ntotalupdatesinEv=0;
253     Int_t nnoisesdigitsinEv=0;
254     Int_t nsignalsdigitsinEv=0;
255
256     TParticle *particle;
257     //AliTOFhit *tofHit;
258     TClonesArray *TOFhits = TOF->Hits();
259
260     // create hit map
261     AliTOFHitMap *hitMap = new AliTOFHitMap(TOF->SDigits());
262
263     TBranch * tofHitsBranch = TH->GetBranch("TOF");
264
265     Int_t ntracks = static_cast<Int_t>(TH->GetEntries());
266     for (Int_t track = 0; track < ntracks; track++)
267     {
268       gAlice->ResetHits();
269       tofHitsBranch->GetEvent(track);
270       particle = gAlice->GetMCApp()->Particle(track);
271       Int_t nhits = TOFhits->GetEntriesFast();
272       // cleaning all hits of the same track in the same pad volume
273       // it is a rare event, however it happens
274
275       Int_t previousTrack =-1;
276       Int_t previousSector=-1;
277       Int_t previousPlate =-1;
278       Int_t previousStrip =-1;
279       Int_t previousPadX  =-1;
280       Int_t previousPadZ  =-1;
281
282       for (Int_t hit = 0; hit < nhits; hit++) {
283         Int_t    vol[5];       // location for a digit
284         Float_t  digit[2];     // TOF digit variables
285         Int_t tracknum;
286         Float_t Xpad;
287         Float_t Zpad;
288         Float_t geantTime;
289
290         // fp: really sorry for this, it is a temporary trick to have
291         // track length too
292         if(version!=6){
293           AliTOFhit *tofHit = (AliTOFhit *) TOFhits->UncheckedAt(hit);
294           tracknum = tofHit->GetTrack();
295           vol[0] = tofHit->GetSector();
296           vol[1] = tofHit->GetPlate();
297           vol[2] = tofHit->GetStrip();
298           vol[3] = tofHit->GetPadx();
299           vol[4] = tofHit->GetPadz();
300           Xpad = tofHit->GetDx();
301           Zpad = tofHit->GetDz();
302           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
303         } else {
304           AliTOFhitT0 *tofHit = (AliTOFhitT0 *) TOFhits->UncheckedAt(hit);
305           tracknum = tofHit->GetTrack();
306           vol[0] = tofHit->GetSector();
307           vol[1] = tofHit->GetPlate();
308           vol[2] = tofHit->GetStrip();
309           vol[3] = tofHit->GetPadx();
310           vol[4] = tofHit->GetPadz();
311           Xpad = tofHit->GetDx();
312           Zpad = tofHit->GetDz();
313           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
314         }
315         
316         geantTime *= 1.e+09;  // conversion from [s] to [ns]
317         
318         // selection case for sdigitizing only hits in a given plate of a given sector
319         if(thereIsNotASelection || (vol[0]==fSelectedSector && vol[1]==fSelectedPlate)){
320           
321           Bool_t dummy=((tracknum==previousTrack) && (vol[0]==previousSector) && (vol[1]==previousPlate) && (vol[2]==previousStrip));
322           
323           Bool_t isCloneOfThePrevious=dummy && ((vol[3]==previousPadX) && (vol[4]==previousPadZ));
324           
325           Bool_t isNeighOfThePrevious=dummy && ((((vol[3]==previousPadX-1) || (vol[3]==previousPadX+1)) && (vol[4]==previousPadZ)) || ((vol[3]==previousPadX) && ((vol[4]==previousPadZ+1) || (vol[4]==previousPadZ-1))));
326           
327           if(!isCloneOfThePrevious && !isNeighOfThePrevious){
328             // update "previous" values
329             // in fact, we are yet in the future, so the present is past
330             previousTrack=tracknum;
331             previousSector=vol[0];
332             previousPlate=vol[1];
333             previousStrip=vol[2];
334             previousPadX=vol[3];
335             previousPadZ=vol[4];
336             
337             nselectedHits++;
338             nselectedHitsinEv++;
339             if (particle->GetFirstMother() < 0) nHitsFromPrim++; // counts hits due to primary particles
340             
341             Float_t xStrip=AliTOFGeometry::XPad()*(vol[3]+0.5-0.5*AliTOFGeometry::NpadX())+Xpad;
342             Float_t zStrip=AliTOFGeometry::ZPad()*(vol[4]+0.5-0.5*AliTOFGeometry::NpadZ())+Zpad;
343
344             Int_t nActivatedPads = 0, nFiredPads = 0;
345             Bool_t isFired[4] = {kFALSE, kFALSE, kFALSE, kFALSE};
346             Float_t tofAfterSimul[4] = {0., 0., 0., 0.};
347             Float_t qInduced[4] = {0.,0.,0.,0.};
348             Int_t nPlace[4] = {0, 0, 0, 0};
349             Float_t averageTime = 0.;
350             SimulateDetectorResponse(zStrip,xStrip,geantTime,nActivatedPads,nFiredPads,isFired,nPlace,qInduced,tofAfterSimul,averageTime);
351             if(nFiredPads) {
352               for(Int_t indexOfPad=0; indexOfPad<nActivatedPads; indexOfPad++) {
353                 if(isFired[indexOfPad]){ // the pad has fired
354                   Float_t timediff=geantTime-tofAfterSimul[indexOfPad];
355                   
356                   if(timediff>=0.2) nlargeTofDiff++;
357                   
358                   digit[0] = (Int_t) ((tofAfterSimul[indexOfPad]*1.e+03)/fTdcBin); // TDC bin number (each bin -> 50. ps)
359                   
360                   Float_t landauFactor = gRandom->Landau(fAdcMean, fAdcRms); 
361                   digit[1] = (Int_t) (qInduced[indexOfPad] * landauFactor); // ADC bins (each bin -> 0.25 (or 0.03) pC)
362
363                   // recalculate the volume only for neighbouring pads
364                   if(indexOfPad){
365                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFGeometry::NpadX()) ? vol[4] = 0 : vol[4] = 1;
366                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFGeometry::NpadX()) ? vol[3] = nPlace[indexOfPad] - 1 : vol[3] = nPlace[indexOfPad] - AliTOFGeometry::NpadX() - 1;
367                   }
368                   // check if two sdigit are on the same pad;
369                   // in that case we sum the two or more sdigits
370                   if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty) {
371                     AliTOFSDigit *sdig = static_cast<AliTOFSDigit*>(hitMap->GetHit(vol));
372                     Int_t tdctime = (Int_t) digit[0];
373                     Int_t adccharge = (Int_t) digit[1];
374                     sdig->Update(fTdcBin,tdctime,adccharge,tracknum);
375                     ntotalupdatesinEv++;
376                     ntotalupdates++;
377                   } else {
378                     
379                     TOF->AddSDigit(tracknum, vol, digit);
380                     
381                     if(indexOfPad){
382                       nnoisesdigits++;
383                       nnoisesdigitsinEv++;
384                     } else {
385                       nsignalsdigits++;
386                       nsignalsdigitsinEv++;
387                     }
388                     ntotalsdigitsinEv++;  
389                     ntotalsdigits++;
390                     hitMap->SetHit(vol);
391                   } // if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty)
392                 } // if(isFired[indexOfPad])
393               } // end loop on nActivatedPads
394             } // if(nFiredPads) i.e. if some pads has fired
395           } // close if(!isCloneOfThePrevious)
396         } // close the selection on sector and plate
397       } // end loop on hits for the current track
398     } // end loop on ntracks
399     
400     delete hitMap;
401     
402     fTOFLoader->TreeS()->Reset();
403     fTOFLoader->TreeS()->Fill();
404     fTOFLoader->WriteSDigits("OVERWRITE");
405     
406     if (TOF->SDigits()) TOF->ResetSDigits();
407     
408     if (strstr(verboseOption,"all")) {
409       cout << "---------------------------------------- \n";
410       cout << "       <AliTOFSDigitizer>    \n";
411       cout << "After sdigitizing " << nselectedHitsinEv << " hits" << " in event " << iEvent << endl;
412       //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, " 
413       cout << ntotalsdigitsinEv << " digits have been created \n";
414       cout << "(" << nsignalsdigitsinEv << " due to signals and " <<  nnoisesdigitsinEv << " due to border effect) \n";
415       cout << ntotalupdatesinEv << " total updates of the hit map have been performed in current event \n";
416       cout << "---------------------------------------- \n";
417     }
418
419   } //event loop on events
420
421     fTOFLoader->UnloadSDigits();
422     fTOFLoader->UnloadHits();
423     fRunLoader->UnloadKinematics();
424     //fRunLoader->UnloadgAlice();
425
426   // free used memory
427   if (ftail){
428     delete ftail;
429     ftail = 0;
430   }
431   
432   nHitsFromSec=nselectedHits-nHitsFromPrim;
433   if(strstr(verboseOption,"all")){
434     cout << "---------------------------------------- \n";
435     cout << "---------------------------------------- \n";
436     cout << "-----------SDigitization Summary-------- \n";
437     cout << "       <AliTOFSDigitizer>     \n";
438     cout << "After sdigitizing " << nselectedHits << " hits  \n";
439     cout << "in " << (fEvent2-fEvent1) << " events  \n";
440 //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, " 
441     cout << ntotalsdigits << " sdigits have been created \n";
442     cout << "(" << nsignalsdigits << " due to signals and " 
443          <<  nnoisesdigits << " due to border effect) \n";
444     cout << ntotalupdates << " total updates of the hit map have been performed \n";
445     cout << "in " << nlargeTofDiff << " cases the time of flight difference is greater than 200 ps \n";
446   }
447
448
449   if(strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all")){
450     gBenchmark->Stop("TOFSDigitizer");
451     cout << "AliTOFSDigitizer: \n";
452     cout << "   took " << gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer") << " seconds in order to make sdigits " 
453          <<  gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer")/(fEvent2-fEvent1) << " seconds per event \n";
454     cout << " +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++  \n";
455   }
456
457 }
458
459 //__________________________________________________________________
460 void AliTOFSDigitizer::Print(Option_t* /*opt*/)const
461 {
462   cout << "------------------- "<< GetName() << " ------------- \n";
463 }
464
465 //__________________________________________________________________
466 void AliTOFSDigitizer::SelectSectorAndPlate(Int_t sector, Int_t plate)
467 {
468   Bool_t isaWrongSelection=(sector < 0) || (sector >= AliTOFGeometry::NSectors()) || (plate < 0) || (plate >= AliTOFGeometry::NPlates());
469   if(isaWrongSelection){
470     cout << "You have selected an invalid value for sector or plate " << endl;
471     cout << "The correct range for sector is [0,"<< AliTOFGeometry::NSectors()-1 <<"]\n";
472     cout << "The correct range for plate  is [0,"<< AliTOFGeometry::NPlates()-1  <<"]\n";
473     cout << "By default we continue sdigitizing all hits in all plates of all sectors \n";
474   } else {
475     fSelectedSector=sector;
476     fSelectedPlate =plate;
477     cout << "SDigitizing only hits in plate " << fSelectedPlate << " of the sector " 
478          << fSelectedSector << endl;
479   }
480 }
481
482 //__________________________________________________________________
483 void AliTOFSDigitizer::SimulateDetectorResponse(Float_t z0, Float_t x0, Float_t geantTime, Int_t& nActivatedPads, Int_t& nFiredPads, Bool_t* isFired, Int_t* nPlace, Float_t* qInduced, Float_t* tofTime, Float_t& averageTime)
484 {
485   // Description:
486   // Input:  z0, x0 - hit position in the strip system (0,0 - center of the strip), cm
487   //         geantTime - time generated by Geant, ns
488   // Output: nActivatedPads - the number of pads activated by the hit (1 || 2 || 4)
489   //         nFiredPads - the number of pads fired (really activated) by the hit (nFiredPads <= nActivatedPads)
490   //         qInduced[iPad]- charge induced on pad, arb. units
491   //                         this array is initialized at zero by the caller
492   //         tofAfterSimul[iPad] - time calculated with edge effect algorithm, ns
493   //                                   this array is initialized at zero by the caller
494   //         averageTime - time given by pad hited by the Geant track taking into account the times (weighted) given by the pads fired for edge effect also.
495   //                       The weight is given by the qInduced[iPad]/qCenterPad
496   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
497   //         nPlace[iPad] - the number of the pad place, iPad = 0, 1, 2, 3
498   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
499   //
500   // Description of used variables:
501   //         eff[iPad] - efficiency of the pad
502   //         res[iPad] - resolution of the pad, ns
503   //         timeWalk[iPad] - time walk of the pad, ns
504   //         timeDelay[iPad] - time delay for neighbouring pad to hited pad, ns
505   //         PadId[iPad] - Pad Identifier
506   //                    E | F    -->   PadId[iPad] = 5 | 6
507   //                    A | B    -->   PadId[iPad] = 1 | 2
508   //                    C | D    -->   PadId[iPad] = 3 | 4
509   //         nTail[iPad] - the tail number, = 1 for tailA, = 2 for tailB
510   //         qCenterPad - charge extimated for each pad, arb. units
511   //         weightsSum - sum of weights extimated for each pad fired, arb. units
512   
513   const Float_t kSigmaForTail[2] = {AliTOFGeometry::SigmaForTail1(),AliTOFGeometry::SigmaForTail2()}; //for tail                                                   
514   Int_t iz = 0, ix = 0;
515   Float_t dX = 0., dZ = 0., x = 0., z = 0.;
516   Float_t h = fHparameter, h2 = fH2parameter, k = fKparameter, k2 = fK2parameter;
517   Float_t effX = 0., effZ = 0., resX = 0., resZ = 0., timeWalkX = 0., timeWalkZ = 0.;
518   Float_t logOfqInd = 0.;
519   Float_t weightsSum = 0.;
520   Int_t nTail[4]  = {0,0,0,0};
521   Int_t padId[4]  = {0,0,0,0};
522   Float_t eff[4]  = {0.,0.,0.,0.};
523   Float_t res[4]  = {0.,0.,0.,0.};
524   //  Float_t qCenterPad = fMinimumCharge * fMinimumCharge;
525   Float_t qCenterPad = 1.;
526   Float_t timeWalk[4]  = {0.,0.,0.,0.};
527   Float_t timeDelay[4] = {0.,0.,0.,0.};
528   
529   nActivatedPads = 0;
530   nFiredPads = 0;
531   
532   (z0 <= 0) ? iz = 0 : iz = 1;
533   dZ = z0 + (0.5 * AliTOFGeometry::NpadZ() - iz - 0.5) * AliTOFGeometry::ZPad(); // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
534   z = 0.5 * AliTOFGeometry::ZPad() - TMath::Abs(dZ);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions
535   iz++;                                                                              // z row: 1, ..., AliTOFGeometry::NpadZ = 2
536   ix = (Int_t)((x0 + 0.5 * AliTOFGeometry::NpadX() * AliTOFGeometry::XPad()) / AliTOFGeometry::XPad());
537   dX = x0 + (0.5 * AliTOFGeometry::NpadX() - ix - 0.5) * AliTOFGeometry::XPad(); // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
538   x = 0.5 * AliTOFGeometry::XPad() - TMath::Abs(dX);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions;
539   ix++;                                                                              // x row: 1, ..., AliTOFGeometry::NpadX = 48
540   
541   ////// Pad A:
542   nActivatedPads++;
543   nPlace[nActivatedPads-1] = (iz - 1) * AliTOFGeometry::NpadX() + ix;
544   qInduced[nActivatedPads-1] = qCenterPad;
545   padId[nActivatedPads-1] = 1;
546   
547   if (fEdgeEffect == 0) {
548     eff[nActivatedPads-1] = fEffCenter;
549     if (gRandom->Rndm() < eff[nActivatedPads-1]) {
550       nFiredPads = 1;
551       res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + fResCenter * fResCenter); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2  ns;
552       isFired[nActivatedPads-1] = kTRUE;
553       tofTime[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(geantTime + fTimeWalkCenter, res[0]);
554       averageTime = tofTime[nActivatedPads-1];
555     }
556   } else {
557      
558     if(z < h) {
559       if(z < h2) {
560         effZ = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * z / h2;
561       } else {
562         effZ = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (z - h2) / (h - h2);
563       }
564       resZ = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * z / h;
565       timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * z / h;
566       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
567     } else {
568       effZ = fEffCenter;
569       resZ = fResCenter;
570       timeWalkZ = fTimeWalkCenter;
571     }
572     
573     if(x < h) {
574       if(x < h2) {
575         effX = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * x / h2;
576       } else {
577         effX = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (x - h2) / (h - h2);
578       }
579       resX = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * x / h;
580       timeWalkX = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * x / h;
581       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
582     } else {
583       effX = fEffCenter;
584       resX = fResCenter;
585       timeWalkX = fTimeWalkCenter;
586     }
587     
588     (effZ<effX) ? eff[nActivatedPads-1] = effZ : eff[nActivatedPads-1] = effX;
589     (resZ<resX) ? res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resX * resX) : res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resZ * resZ); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2  ns
590     (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 *  timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
591
592
593     ////// Pad B:
594     if(z < k2) {
595       effZ = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (z / k2);
596     } else {
597       effZ = fEff3Boundary * (k - z) / (k - k2);
598     }
599     resZ = fResBoundary + fResSlope * z / k;
600     timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope * z / k;
601     
602     if(z < k && z > 0) {
603       if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
604         nActivatedPads++;
605         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFGeometry::NpadX();
606         eff[nActivatedPads-1] = effZ;
607         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resZ * resZ); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns 
608         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ; // ns
609         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
610         if (fTimeDelayFlag) {
611           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
612           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
613           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
614           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
615           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
616         } else {
617           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
618         }
619         padId[nActivatedPads-1] = 2;
620       }
621     }
622
623     
624     ////// Pad C, D, E, F:
625     if(x < k2) {
626       effX = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (x / k2);
627     } else {
628       effX = fEff3Boundary * (k - x) / (k - k2);
629     }
630     resX = fResBoundary + fResSlope*x/k;
631     timeWalkX = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope*x/k;
632     
633     if(x < k && x > 0) {
634       //   C:
635       if(ix > 1 && dX < 0) {
636         nActivatedPads++;
637         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] - 1;
638         eff[nActivatedPads-1] = effX;
639         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resX * resX); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns 
640         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
641         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
642         if (fTimeDelayFlag) {
643           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
644           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
645           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
646           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
647           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
648         } else {
649           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
650         }
651         padId[nActivatedPads-1] = 3;
652
653         //     D:
654         if(z < k && z > 0) {
655           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
656             nActivatedPads++;
657             nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFGeometry::NpadX() - 1;
658             eff[nActivatedPads-1] = effX * effZ;
659             (resZ<resX) ? res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resX * resX) : res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resZ * resZ); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns
660             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
661             
662             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
663             if (fTimeDelayFlag) {
664               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
665                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
666                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
667                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
668                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
669               } else {
670                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
671                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
672                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
673                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
674               }
675               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
676             } else {
677               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
678             }
679             padId[nActivatedPads-1] = 4;
680           }
681         }  // end D
682       }  // end C
683       
684       //   E:
685       if(ix < AliTOFGeometry::NpadX() && dX > 0) {
686         nActivatedPads++;
687         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + 1;
688         eff[nActivatedPads-1] = effX;
689         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * (TMath::Sqrt(10400 + resX * resX)); // ns
690         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
691         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
692         if (fTimeDelayFlag) {
693           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
694           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
695           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
696           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
697           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
698         } else {
699           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
700         }
701         padId[nActivatedPads-1] = 5;
702
703
704         //     F:
705         if(z < k && z > 0) {
706           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
707             nActivatedPads++;
708             nPlace[nActivatedPads - 1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFGeometry::NpadX() + 1;
709             eff[nActivatedPads - 1] = effX * effZ;
710             (resZ<resX) ? res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resX * resX) : res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resZ * resZ); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns
711             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001*timeWalkX; // ns
712             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
713             if (fTimeDelayFlag) {
714               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
715                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
716                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
717                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
718                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
719               } else {
720                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
721                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
722                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
723                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
724               }
725               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
726             } else {
727               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
728             }
729             padId[nActivatedPads-1] = 6;
730           }
731         }  // end F
732       }  // end E
733     } // end if(x < k)
734
735
736     for (Int_t iPad = 0; iPad < nActivatedPads; iPad++) {
737       if (res[iPad] < fTimeResolution) res[iPad] = fTimeResolution;
738       if(gRandom->Rndm() < eff[iPad]) {
739         isFired[iPad] = kTRUE;
740         nFiredPads++;
741         if(fEdgeTails) {
742           if(nTail[iPad] == 0) {
743             tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
744           } else {
745             ftail->SetParameters(res[iPad], 2. * res[iPad], kSigmaForTail[nTail[iPad]-1]);
746             Double_t timeAB = ftail->GetRandom();
747             tofTime[iPad] = geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad] + timeAB;
748           }
749         } else {
750           tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
751         }
752         if (fAverageTimeFlag) {
753           averageTime += tofTime[iPad] * qInduced[iPad];
754           weightsSum += qInduced[iPad];
755         } else {
756           averageTime += tofTime[iPad];
757           weightsSum += 1.;
758         }
759       }
760     }
761     if (weightsSum!=0) averageTime /= weightsSum;
762   } // end else (fEdgeEffect != 0)
763 }
764
765 //__________________________________________________________________
766 void AliTOFSDigitizer::PrintParameters()const
767 {
768   //
769   // Print parameters used for sdigitization
770   //
771   cout << " ------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
772   cout << " Parameters used for TOF SDigitization " << endl ;
773   //  Printing the parameters
774   
775   cout << " Number of events:                        " << (fEvent2-fEvent1) << endl; 
776   cout << " from event " << fEvent1 << " to event " << (fEvent2-1) << endl; 
777   cout << " Time Resolution (ns) "<< fTimeResolution <<" Pad Efficiency: "<< fpadefficiency << endl;
778   cout << " Edge Effect option:  "<<  fEdgeEffect<< endl;
779
780   cout << " Boundary Effect Simulation Parameters " << endl;
781   cout << " Hparameter: "<< fHparameter<<"  H2parameter:"<< fH2parameter <<"  Kparameter:"<< fKparameter<<"  K2parameter: "<< fK2parameter << endl;
782   cout << " Efficiency in the central region of the pad: "<< fEffCenter << endl;
783   cout << " Efficiency at the boundary region of the pad: "<< fEffBoundary << endl;
784   cout << " Efficiency value at H2parameter "<< fEff2Boundary << endl;
785   cout << " Efficiency value at K2parameter "<< fEff3Boundary << endl;
786   cout << " Resolution (ps) in the central region of the pad: "<< fResCenter << endl;
787   cout << " Resolution (ps) at the boundary of the pad      : "<< fResBoundary << endl;
788   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fResSlope <<endl;
789   cout << " Time walk (ps) in the central region of the pad : "<< fTimeWalkCenter << endl;
790   cout << " Time walk (ps) at the boundary of the pad       : "<< fTimeWalkBoundary<< endl;
791   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fTimeWalkSlope<<endl;
792   cout << " Pulse Heigth Simulation Parameters " << endl;
793   cout << " Flag for delay due to the PulseHeightEffect: "<< fTimeDelayFlag <<endl;
794   cout << " Pulse Height Slope                           : "<< fPulseHeightSlope<<endl;
795   cout << " Time Delay Slope                             : "<< fTimeDelaySlope<<endl;
796   cout << " Minimum charge amount which could be induced : "<< fMinimumCharge<<endl;
797   cout << " Smearing in charge in (q1/q2) vs x plot      : "<< fChargeSmearing<<endl;
798   cout << " Smearing in log of charge ratio              : "<< fLogChargeSmearing<<endl;
799   cout << " Smearing in time in time vs log(q1/q2) plot  : "<< fTimeSmearing<<endl;
800   cout << " Flag for average time                        : "<< fAverageTimeFlag<<endl;
801   cout << " Edge tails option                            : "<< fEdgeTails << endl;
802   
803 }