TOF library splitting and conversion of some printout messages in AliLog schema ...
[u/mrichter/AliRoot.git] / TOF / AliTOFSDigitizer.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  *                                                                        *
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8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
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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 "AliLog.h"
43 #include "AliDetector.h"
44 #include "AliLoader.h"
45 #include "AliRun.h"
46 #include "AliRunLoader.h"
47 #include "AliTOF.h"
48 #include "AliTOFGeometry.h"
49 #include "AliTOFHitMap.h"
50 #include "AliTOFSDigit.h"
51 #include "AliTOFSDigitizer.h"
52 #include "AliTOFhit.h"
53 #include "AliTOFhitT0.h"
54 #include "AliMC.h"
55
56 ClassImp(AliTOFSDigitizer)
57
58 //____________________________________________________________________________ 
59   AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer():TTask("TOFSDigitizer","") 
60 {
61   // ctor
62
63   fRunLoader      = 0;
64   fTOFLoader      = 0;
65
66   fEvent1         = 0;
67   fEvent2         = 0;
68   ftail           = 0;
69   fSelectedSector = -1;
70   fSelectedPlate  = -1;
71 }
72
73 //____________________________________________________________________________ 
74 AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer(const char* HeaderFile, Int_t evNumber1, Int_t nEvents):TTask("TOFSDigitizer","")
75 {
76   ftail    = 0;
77   fSelectedSector=-1; // by default we sdigitize all sectors
78   fSelectedPlate =-1; // by default we sdigitize all plates in all sectors
79   
80   fHeadersFile = HeaderFile ; // input filename (with hits)
81   TFile * file = (TFile*) gROOT->GetFile(fHeadersFile.Data());
82   
83   //File was not opened yet open file and get alirun object
84   if (file == 0) {
85     file   = TFile::Open(fHeadersFile.Data(),"update") ;
86     gAlice = (AliRun *) file->Get("gAlice") ;
87   }
88   
89   // add Task to //root/Tasks folder
90   TString evfoldname = AliConfig::GetDefaultEventFolderName();
91   fRunLoader = AliRunLoader::GetRunLoader(evfoldname);
92   if (!fRunLoader)
93     fRunLoader = AliRunLoader::Open(HeaderFile);//open session and mount on default event folder
94   if (fRunLoader == 0x0)
95     {
96       AliFatal("Event is not loaded. Exiting");
97       return;
98     }
99
100   if (fRunLoader->TreeE() == 0x0) 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     AliError(Form("fEvent2 = %d <= fEvent1 = %d", fEvent2, fEvent1));
111     fEvent1 = 0;
112     fEvent2 = 1;
113     AliError(Form("Correction: fEvent2 = %d <= fEvent1 = %d", fEvent2, fEvent1));
114   }
115   
116   // init parameters for sdigitization
117   InitParameters();
118   
119   fTOFLoader = fRunLoader->GetLoader("TOFLoader");
120   if (fTOFLoader == 0x0)
121     {
122       AliFatal("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   fTOFLoader->CleanSDigitizer();
133 }
134
135 //____________________________________________________________________________ 
136 void AliTOFSDigitizer::InitParameters()
137 {
138   // set parameters for detector simulation
139   
140   fTimeResolution = 0.080; //0.120; OLD
141   fpadefficiency  = 0.99 ;
142   fEdgeEffect     = 2   ;
143   fEdgeTails      = 0   ;
144   fHparameter     = 0.4 ;
145   fH2parameter    = 0.15;
146   fKparameter     = 0.5 ;
147   fK2parameter    = 0.35;
148   fEffCenter      = fpadefficiency;
149   fEffBoundary    = 0.65;
150   fEff2Boundary   = 0.90;
151   fEff3Boundary   = 0.08;
152   fAddTRes        = 68. ; // \sqrt{2x20^2 + 15^2 + 2x10^2 + 30^2 + 50^2} (Pb-Pb)
153   //fAddTRes      = 48. ; // \sqrt{2x20^2 + 15^2 + 2x10^2 + 30^2 + 15^2} (p-p)
154   // 30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 = 10400 ps^2 (very old value)
155   fResCenter      = 35. ; //50. ; // OLD
156   fResBoundary    = 70. ;
157   fResSlope       = 37. ; //40. ; // OLD
158   fTimeWalkCenter = 0.  ;
159   fTimeWalkBoundary=0.  ;
160   fTimeWalkSlope  = 0.  ;
161   fTimeDelayFlag  = 1   ;
162   fPulseHeightSlope=2.0 ;
163   fTimeDelaySlope =0.060;
164   // was fMinimumCharge = TMath::Exp(fPulseHeightSlope*fKparameter/2.);
165   fMinimumCharge = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope*fHparameter);
166   fChargeSmearing=0.0   ;
167   fLogChargeSmearing=0.13;
168   fTimeSmearing   =0.022;
169   fAverageTimeFlag=0    ;
170   fTdcBin   = 50.;     // 1 TDC bin = 50 ps
171   fAdcBin   = 0.25;    // 1 ADC bin = 0.25 pC (or 0.03 pC)
172   fAdcMean  = 50.;     // ADC distribution mpv value for Landau (in bins)
173                        // it corresponds to a mean value of ~100 bins
174   fAdcRms   = 25.;     // ADC distribution rms value (in bins)
175                        // it corresponds to distribution rms ~50 bins
176 }
177
178 //__________________________________________________________________
179 Double_t TimeWithTail(Double_t* x, Double_t* par)
180 {
181   // sigma - par[0], alpha - par[1], part - par[2]
182   //  at x<part*sigma - gauss
183   //  at x>part*sigma - TMath::Exp(-x/alpha)
184   Float_t xx =x[0];
185   Double_t f;
186   if(xx<par[0]*par[2]) {
187     f = TMath::Exp(-xx*xx/(2*par[0]*par[0]));
188   } else {
189     f = TMath::Exp(-(xx-par[0]*par[2])/par[1]-0.5*par[2]*par[2]);
190   }
191   return f;
192 }
193
194
195 //____________________________________________________________________________
196 void AliTOFSDigitizer::Exec(Option_t *verboseOption) { 
197
198   if (strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all"))
199     gBenchmark->Start("TOFSDigitizer");
200
201   if (fEdgeTails) ftail = new TF1("tail",TimeWithTail,-2,2,3);
202   
203   Int_t nselectedHits=0;
204   Int_t ntotalsdigits=0;
205   Int_t ntotalupdates=0;
206   Int_t nnoisesdigits=0;
207   Int_t nsignalsdigits=0;
208   Int_t nHitsFromPrim=0;
209   Int_t nHitsFromSec=0;
210   Int_t nlargeTofDiff=0;
211
212   Bool_t thereIsNotASelection=(fSelectedSector==-1) && (fSelectedPlate==-1);
213
214   if (fRunLoader->GetAliRun() == 0x0) fRunLoader->LoadgAlice();
215   gAlice = fRunLoader->GetAliRun();
216
217   fRunLoader->LoadKinematics();
218   
219   AliTOF *tof = (AliTOF *) gAlice->GetDetector("TOF");
220   
221   if (!tof) {
222     AliError("TOF not found");
223     return;
224   }
225   
226   fTOFLoader->LoadHits("read");
227   fTOFLoader->LoadSDigits("recreate");
228   
229   for (Int_t iEvent=fEvent1; iEvent<fEvent2; iEvent++) {
230 //     cout << "------------------- "<< GetName() << " ------------- \n";
231 //     cout << "Sdigitizing event " << iEvent << endl;
232
233     fRunLoader->GetEvent(iEvent);
234
235     TTree *hitTree = fTOFLoader->TreeH ();
236     if (!hitTree) return;
237
238     if (fTOFLoader->TreeS () == 0) fTOFLoader->MakeTree ("S");
239     
240     //Make branch for digits
241     tof->MakeBranch("S");
242     
243     // recreate TClonesArray fSDigits - for backward compatibility
244     if (tof->SDigits() == 0) {
245       tof->CreateSDigitsArray();
246     } else {
247       tof->RecreateSDigitsArray();
248     }
249
250     tof->SetTreeAddress();
251
252     Int_t version=tof->IsVersion();
253
254     Int_t nselectedHitsinEv=0;
255     Int_t ntotalsdigitsinEv=0;
256     Int_t ntotalupdatesinEv=0;
257     Int_t nnoisesdigitsinEv=0;
258     Int_t nsignalsdigitsinEv=0;
259
260     TParticle *particle;
261     //AliTOFhit *tofHit;
262     TClonesArray *tofHitArray = tof->Hits();
263
264     // create hit map
265     AliTOFHitMap *hitMap = new AliTOFHitMap(tof->SDigits());
266
267     TBranch * tofHitsBranch = hitTree->GetBranch("TOF");
268
269     Int_t ntracks = static_cast<Int_t>(hitTree->GetEntries());
270     for (Int_t track = 0; track < ntracks; track++)
271     {
272       gAlice->ResetHits();
273       tofHitsBranch->GetEvent(track);
274       particle = gAlice->GetMCApp()->Particle(track);
275       Int_t nhits = tofHitArray->GetEntriesFast();
276       // cleaning all hits of the same track in the same pad volume
277       // it is a rare event, however it happens
278
279       Int_t previousTrack =-1;
280       Int_t previousSector=-1;
281       Int_t previousPlate =-1;
282       Int_t previousStrip =-1;
283       Int_t previousPadX  =-1;
284       Int_t previousPadZ  =-1;
285
286       for (Int_t hit = 0; hit < nhits; hit++) {
287         Int_t    vol[5];       // location for a digit
288         Float_t  digit[2];     // TOF digit variables
289         Int_t tracknum;
290         Float_t dxPad;
291         Float_t dzPad;
292         Float_t geantTime;
293
294         // fp: really sorry for this, it is a temporary trick to have
295         // track length too
296         if(version!=6){
297           AliTOFhit *tofHit = (AliTOFhit *) tofHitArray->UncheckedAt(hit);
298           tracknum = tofHit->GetTrack();
299           vol[0] = tofHit->GetSector();
300           vol[1] = tofHit->GetPlate();
301           vol[2] = tofHit->GetStrip();
302           vol[3] = tofHit->GetPadx();
303           vol[4] = tofHit->GetPadz();
304           dxPad = tofHit->GetDx();
305           dzPad = tofHit->GetDz();
306           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
307         } else {
308           AliTOFhitT0 *tofHit = (AliTOFhitT0 *) tofHitArray->UncheckedAt(hit);
309           tracknum = tofHit->GetTrack();
310           vol[0] = tofHit->GetSector();
311           vol[1] = tofHit->GetPlate();
312           vol[2] = tofHit->GetStrip();
313           vol[3] = tofHit->GetPadx();
314           vol[4] = tofHit->GetPadz();
315           dxPad = tofHit->GetDx();
316           dzPad = tofHit->GetDz();
317           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
318         }
319         
320         geantTime *= 1.e+09;  // conversion from [s] to [ns]
321         
322         // selection case for sdigitizing only hits in a given plate of a given sector
323         if(thereIsNotASelection || (vol[0]==fSelectedSector && vol[1]==fSelectedPlate)){
324           
325           Bool_t dummy=((tracknum==previousTrack) && (vol[0]==previousSector) && (vol[1]==previousPlate) && (vol[2]==previousStrip));
326           
327           Bool_t isCloneOfThePrevious=dummy && ((vol[3]==previousPadX) && (vol[4]==previousPadZ));
328           
329           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))));
330           
331           if(!isCloneOfThePrevious && !isNeighOfThePrevious){
332             // update "previous" values
333             // in fact, we are yet in the future, so the present is past
334             previousTrack=tracknum;
335             previousSector=vol[0];
336             previousPlate=vol[1];
337             previousStrip=vol[2];
338             previousPadX=vol[3];
339             previousPadZ=vol[4];
340             
341             nselectedHits++;
342             nselectedHitsinEv++;
343             if (particle->GetFirstMother() < 0) nHitsFromPrim++; // counts hits due to primary particles
344             
345             Float_t xStrip=AliTOFGeometry::XPad()*(vol[3]+0.5-0.5*AliTOFGeometry::NpadX())+dxPad;
346             Float_t zStrip=AliTOFGeometry::ZPad()*(vol[4]+0.5-0.5*AliTOFGeometry::NpadZ())+dzPad;
347
348             Int_t nActivatedPads = 0, nFiredPads = 0;
349             Bool_t isFired[4] = {kFALSE, kFALSE, kFALSE, kFALSE};
350             Float_t tofAfterSimul[4] = {0., 0., 0., 0.};
351             Float_t qInduced[4] = {0.,0.,0.,0.};
352             Int_t nPlace[4] = {0, 0, 0, 0};
353             Float_t averageTime = 0.;
354             SimulateDetectorResponse(zStrip,xStrip,geantTime,nActivatedPads,nFiredPads,isFired,nPlace,qInduced,tofAfterSimul,averageTime);
355             if(nFiredPads) {
356               for(Int_t indexOfPad=0; indexOfPad<nActivatedPads; indexOfPad++) {
357                 if(isFired[indexOfPad]){ // the pad has fired
358                   Float_t timediff=geantTime-tofAfterSimul[indexOfPad];
359                   
360                   if(timediff>=0.2) nlargeTofDiff++;
361                   
362                   digit[0] = (Int_t) ((tofAfterSimul[indexOfPad]*1.e+03)/fTdcBin); // TDC bin number (each bin -> 50. ps)
363                   
364                   Float_t landauFactor = gRandom->Landau(fAdcMean, fAdcRms); 
365                   digit[1] = (Int_t) (qInduced[indexOfPad] * landauFactor); // ADC bins (each bin -> 0.25 (or 0.03) pC)
366
367                   // recalculate the volume only for neighbouring pads
368                   if(indexOfPad){
369                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFGeometry::NpadX()) ? vol[4] = 0 : vol[4] = 1;
370                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFGeometry::NpadX()) ? vol[3] = nPlace[indexOfPad] - 1 : vol[3] = nPlace[indexOfPad] - AliTOFGeometry::NpadX() - 1;
371                   }
372                   // check if two sdigit are on the same pad;
373                   // in that case we sum the two or more sdigits
374                   if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty) {
375                     AliTOFSDigit *sdig = static_cast<AliTOFSDigit*>(hitMap->GetHit(vol));
376                     Int_t tdctime = (Int_t) digit[0];
377                     Int_t adccharge = (Int_t) digit[1];
378                     sdig->Update(fTdcBin,tdctime,adccharge,tracknum);
379                     ntotalupdatesinEv++;
380                     ntotalupdates++;
381                   } else {
382                     
383                     tof->AddSDigit(tracknum, vol, digit);
384                     
385                     if(indexOfPad){
386                       nnoisesdigits++;
387                       nnoisesdigitsinEv++;
388                     } else {
389                       nsignalsdigits++;
390                       nsignalsdigitsinEv++;
391                     }
392                     ntotalsdigitsinEv++;  
393                     ntotalsdigits++;
394                     hitMap->SetHit(vol);
395                   } // if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty)
396                 } // if(isFired[indexOfPad])
397               } // end loop on nActivatedPads
398             } // if(nFiredPads) i.e. if some pads has fired
399           } // close if(!isCloneOfThePrevious)
400         } // close the selection on sector and plate
401       } // end loop on hits for the current track
402     } // end loop on ntracks
403     
404     delete hitMap;
405     
406     fTOFLoader->TreeS()->Reset();
407     fTOFLoader->TreeS()->Fill();
408     fTOFLoader->WriteSDigits("OVERWRITE");
409     
410     if (tof->SDigits()) tof->ResetSDigits();
411     
412     if (strstr(verboseOption,"all")) {
413       AliInfo("----------------------------------------");
414       AliInfo("       <AliTOFSDigitizer>    ");
415       AliInfo(Form("After sdigitizing %d hits in event %d", nselectedHitsinEv, iEvent));
416       //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, " 
417       AliInfo(Form("%d digits have been created", ntotalsdigitsinEv));
418       AliInfo(Form("(%d due to signals and %d due to border effect)", nsignalsdigitsinEv, nnoisesdigitsinEv));
419       AliInfo(Form("%d total updates of the hit map have been performed in current event", ntotalupdatesinEv));
420       AliInfo("----------------------------------------");
421     }
422
423   } //event loop on events
424
425     fTOFLoader->UnloadSDigits();
426     fTOFLoader->UnloadHits();
427     fRunLoader->UnloadKinematics();
428     //fRunLoader->UnloadgAlice();
429
430   // free used memory
431   if (ftail){
432     delete ftail;
433     ftail = 0;
434   }
435   
436   nHitsFromSec=nselectedHits-nHitsFromPrim;
437   if(strstr(verboseOption,"all")){
438     AliInfo("----------------------------------------");
439     AliInfo("----------------------------------------");
440     AliInfo("-----------SDigitization Summary--------");
441     AliInfo("       <AliTOFSDigitizer>     ");
442     AliInfo(Form("After sdigitizing %d hits", nselectedHits));
443     AliInfo(Form("in %d events", fEvent2-fEvent1));
444 //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, " 
445     AliInfo(Form("%d sdigits have been created", ntotalsdigits));
446     AliInfo(Form("(%d due to signals and " 
447                  "%d due to border effect)", nsignalsdigits, nnoisesdigits));
448     AliInfo(Form("%d total updates of the hit map have been performed", ntotalupdates));
449     AliInfo(Form("in %d cases the time of flight difference is greater than 200 ps", nlargeTofDiff));
450   }
451
452
453   if(strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all")){
454     gBenchmark->Stop("TOFSDigitizer");
455     AliInfo("AliTOFSDigitizer:");
456     AliInfo(Form("   took %f seconds in order to make sdigits " 
457          "%f seconds per event", gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer"), gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer")/(fEvent2-fEvent1)));
458     AliInfo(" +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ");
459   }
460
461 }
462
463 //__________________________________________________________________
464 void AliTOFSDigitizer::Print(Option_t* /*opt*/)const
465 {
466   cout << "------------------- "<< GetName() << " ------------- \n";
467 }
468
469 //__________________________________________________________________
470 void AliTOFSDigitizer::SelectSectorAndPlate(Int_t sector, Int_t plate)
471 {
472   Bool_t isaWrongSelection=(sector < 0) || (sector >= AliTOFGeometry::NSectors()) || (plate < 0) || (plate >= AliTOFGeometry::NPlates());
473   if(isaWrongSelection){
474     AliError("You have selected an invalid value for sector or plate ");
475     AliError(Form("The correct range for sector is [0,%d]", AliTOFGeometry::NSectors()-1));
476     AliError(Form("The correct range for plate  is [0,%d]",  AliTOFGeometry::NPlates()-1));
477     AliError("By default we continue sdigitizing all hits in all plates of all sectors");
478   } else {
479     fSelectedSector=sector;
480     fSelectedPlate =plate;
481     AliInfo(Form("SDigitizing only hits in plate %d of the sector %d", fSelectedPlate, fSelectedSector));
482   }
483 }
484
485 //__________________________________________________________________
486 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)
487 {
488   // Description:
489   // Input:  z0, x0 - hit position in the strip system (0,0 - center of the strip), cm
490   //         geantTime - time generated by Geant, ns
491   // Output: nActivatedPads - the number of pads activated by the hit (1 || 2 || 4)
492   //         nFiredPads - the number of pads fired (really activated) by the hit (nFiredPads <= nActivatedPads)
493   //         qInduced[iPad]- charge induced on pad, arb. units
494   //                         this array is initialized at zero by the caller
495   //         tofAfterSimul[iPad] - time calculated with edge effect algorithm, ns
496   //                                   this array is initialized at zero by the caller
497   //         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.
498   //                       The weight is given by the qInduced[iPad]/qCenterPad
499   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
500   //         nPlace[iPad] - the number of the pad place, iPad = 0, 1, 2, 3
501   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
502   //
503   // Description of used variables:
504   //         eff[iPad] - efficiency of the pad
505   //         res[iPad] - resolution of the pad, ns
506   //         timeWalk[iPad] - time walk of the pad, ns
507   //         timeDelay[iPad] - time delay for neighbouring pad to hited pad, ns
508   //         PadId[iPad] - Pad Identifier
509   //                    E | F    -->   PadId[iPad] = 5 | 6
510   //                    A | B    -->   PadId[iPad] = 1 | 2
511   //                    C | D    -->   PadId[iPad] = 3 | 4
512   //         nTail[iPad] - the tail number, = 1 for tailA, = 2 for tailB
513   //         qCenterPad - charge extimated for each pad, arb. units
514   //         weightsSum - sum of weights extimated for each pad fired, arb. units
515   
516   const Float_t kSigmaForTail[2] = {AliTOFGeometry::SigmaForTail1(),AliTOFGeometry::SigmaForTail2()}; //for tail                                                   
517   Int_t iz = 0, ix = 0;
518   Float_t dX = 0., dZ = 0., x = 0., z = 0.;
519   Float_t h = fHparameter, h2 = fH2parameter, k = fKparameter, k2 = fK2parameter;
520   Float_t effX = 0., effZ = 0., resX = 0., resZ = 0., timeWalkX = 0., timeWalkZ = 0.;
521   Float_t logOfqInd = 0.;
522   Float_t weightsSum = 0.;
523   Int_t nTail[4]  = {0,0,0,0};
524   Int_t padId[4]  = {0,0,0,0};
525   Float_t eff[4]  = {0.,0.,0.,0.};
526   Float_t res[4]  = {0.,0.,0.,0.};
527   //  Float_t qCenterPad = fMinimumCharge * fMinimumCharge;
528   Float_t qCenterPad = 1.;
529   Float_t timeWalk[4]  = {0.,0.,0.,0.};
530   Float_t timeDelay[4] = {0.,0.,0.,0.};
531   
532   nActivatedPads = 0;
533   nFiredPads = 0;
534   
535   (z0 <= 0) ? iz = 0 : iz = 1;
536   dZ = z0 + (0.5 * AliTOFGeometry::NpadZ() - iz - 0.5) * AliTOFGeometry::ZPad(); // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
537   z = 0.5 * AliTOFGeometry::ZPad() - TMath::Abs(dZ);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions
538   iz++;                                                                              // z row: 1, ..., AliTOFGeometry::NpadZ = 2
539   ix = (Int_t)((x0 + 0.5 * AliTOFGeometry::NpadX() * AliTOFGeometry::XPad()) / AliTOFGeometry::XPad());
540   dX = x0 + (0.5 * AliTOFGeometry::NpadX() - ix - 0.5) * AliTOFGeometry::XPad(); // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
541   x = 0.5 * AliTOFGeometry::XPad() - TMath::Abs(dX);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions;
542   ix++;                                                                              // x row: 1, ..., AliTOFGeometry::NpadX = 48
543   
544   ////// Pad A:
545   nActivatedPads++;
546   nPlace[nActivatedPads-1] = (iz - 1) * AliTOFGeometry::NpadX() + ix;
547   qInduced[nActivatedPads-1] = qCenterPad;
548   padId[nActivatedPads-1] = 1;
549   
550   if (fEdgeEffect == 0) {
551     eff[nActivatedPads-1] = fEffCenter;
552     if (gRandom->Rndm() < eff[nActivatedPads-1]) {
553       nFiredPads = 1;
554       res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + fResCenter * fResCenter); // ns
555       isFired[nActivatedPads-1] = kTRUE;
556       tofTime[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(geantTime + fTimeWalkCenter, res[0]);
557       averageTime = tofTime[nActivatedPads-1];
558     }
559   } else {
560      
561     if(z < h) {
562       if(z < h2) {
563         effZ = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * z / h2;
564       } else {
565         effZ = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (z - h2) / (h - h2);
566       }
567       resZ = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * z / h;
568       timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * z / h;
569       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
570     } else {
571       effZ = fEffCenter;
572       resZ = fResCenter;
573       timeWalkZ = fTimeWalkCenter;
574     }
575     
576     if(x < h) {
577       if(x < h2) {
578         effX = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * x / h2;
579       } else {
580         effX = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (x - h2) / (h - h2);
581       }
582       resX = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * x / h;
583       timeWalkX = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * x / h;
584       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
585     } else {
586       effX = fEffCenter;
587       resX = fResCenter;
588       timeWalkX = fTimeWalkCenter;
589     }
590     
591     (effZ<effX) ? eff[nActivatedPads-1] = effZ : eff[nActivatedPads-1] = effX;
592     (resZ<resX) ? res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resX * resX) : res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resZ * resZ); // ns
593     (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 *  timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
594
595
596     ////// Pad B:
597     if(z < k2) {
598       effZ = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (z / k2);
599     } else {
600       effZ = fEff3Boundary * (k - z) / (k - k2);
601     }
602     resZ = fResBoundary + fResSlope * z / k;
603     timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope * z / k;
604     
605     if(z < k && z > 0) {
606       if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
607         nActivatedPads++;
608         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFGeometry::NpadX();
609         eff[nActivatedPads-1] = effZ;
610         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resZ * resZ); // ns 
611         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ; // ns
612         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
613         if (fTimeDelayFlag) {
614           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
615           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
616           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
617           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
618           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
619         } else {
620           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
621         }
622         padId[nActivatedPads-1] = 2;
623       }
624     }
625
626     
627     ////// Pad C, D, E, F:
628     if(x < k2) {
629       effX = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (x / k2);
630     } else {
631       effX = fEff3Boundary * (k - x) / (k - k2);
632     }
633     resX = fResBoundary + fResSlope*x/k;
634     timeWalkX = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope*x/k;
635     
636     if(x < k && x > 0) {
637       //   C:
638       if(ix > 1 && dX < 0) {
639         nActivatedPads++;
640         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] - 1;
641         eff[nActivatedPads-1] = effX;
642         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resX * resX); // ns 
643         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
644         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
645         if (fTimeDelayFlag) {
646           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
647           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
648           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
649           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
650           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
651         } else {
652           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
653         }
654         padId[nActivatedPads-1] = 3;
655
656         //     D:
657         if(z < k && z > 0) {
658           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
659             nActivatedPads++;
660             nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFGeometry::NpadX() - 1;
661             eff[nActivatedPads-1] = effX * effZ;
662             (resZ<resX) ? res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resX * resX) : res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resZ * resZ); // ns
663             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
664             
665             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
666             if (fTimeDelayFlag) {
667               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
668                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
669                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
670                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
671                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
672               } else {
673                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
674                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
675                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
676                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
677               }
678               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
679             } else {
680               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
681             }
682             padId[nActivatedPads-1] = 4;
683           }
684         }  // end D
685       }  // end C
686       
687       //   E:
688       if(ix < AliTOFGeometry::NpadX() && dX > 0) {
689         nActivatedPads++;
690         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + 1;
691         eff[nActivatedPads-1] = effX;
692         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * (TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resX * resX)); // ns
693         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
694         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
695         if (fTimeDelayFlag) {
696           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
697           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
698           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
699           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
700           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
701         } else {
702           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
703         }
704         padId[nActivatedPads-1] = 5;
705
706
707         //     F:
708         if(z < k && z > 0) {
709           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
710             nActivatedPads++;
711             nPlace[nActivatedPads - 1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFGeometry::NpadX() + 1;
712             eff[nActivatedPads - 1] = effX * effZ;
713             (resZ<resX) ? res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resX * resX) : res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resZ * resZ); // ns
714             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001*timeWalkX; // ns
715             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
716             if (fTimeDelayFlag) {
717               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
718                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
719                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
720                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
721                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
722               } else {
723                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
724                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
725                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
726                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
727               }
728               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
729             } else {
730               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
731             }
732             padId[nActivatedPads-1] = 6;
733           }
734         }  // end F
735       }  // end E
736     } // end if(x < k)
737
738
739     for (Int_t iPad = 0; iPad < nActivatedPads; iPad++) {
740       if (res[iPad] < fTimeResolution) res[iPad] = fTimeResolution;
741       if(gRandom->Rndm() < eff[iPad]) {
742         isFired[iPad] = kTRUE;
743         nFiredPads++;
744         if(fEdgeTails) {
745           if(nTail[iPad] == 0) {
746             tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
747           } else {
748             ftail->SetParameters(res[iPad], 2. * res[iPad], kSigmaForTail[nTail[iPad]-1]);
749             Double_t timeAB = ftail->GetRandom();
750             tofTime[iPad] = geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad] + timeAB;
751           }
752         } else {
753           tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
754         }
755         if (fAverageTimeFlag) {
756           averageTime += tofTime[iPad] * qInduced[iPad];
757           weightsSum += qInduced[iPad];
758         } else {
759           averageTime += tofTime[iPad];
760           weightsSum += 1.;
761         }
762       }
763     }
764     if (weightsSum!=0) averageTime /= weightsSum;
765   } // end else (fEdgeEffect != 0)
766 }
767
768 //__________________________________________________________________
769 void AliTOFSDigitizer::PrintParameters()const
770 {
771   //
772   // Print parameters used for sdigitization
773   //
774   cout << " ------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
775   cout << " Parameters used for TOF SDigitization " << endl ;
776   //  Printing the parameters
777   
778   cout << " Number of events:                        " << (fEvent2-fEvent1) << endl; 
779   cout << " from event " << fEvent1 << " to event " << (fEvent2-1) << endl; 
780   cout << " Time Resolution (ns) "<< fTimeResolution <<" Pad Efficiency: "<< fpadefficiency << endl;
781   cout << " Edge Effect option:  "<<  fEdgeEffect<< endl;
782
783   cout << " Boundary Effect Simulation Parameters " << endl;
784   cout << " Hparameter: "<< fHparameter<<"  H2parameter:"<< fH2parameter <<"  Kparameter:"<< fKparameter<<"  K2parameter: "<< fK2parameter << endl;
785   cout << " Efficiency in the central region of the pad: "<< fEffCenter << endl;
786   cout << " Efficiency at the boundary region of the pad: "<< fEffBoundary << endl;
787   cout << " Efficiency value at H2parameter "<< fEff2Boundary << endl;
788   cout << " Efficiency value at K2parameter "<< fEff3Boundary << endl;
789   cout << " Resolution (ps) in the central region of the pad: "<< fResCenter << endl;
790   cout << " Resolution (ps) at the boundary of the pad      : "<< fResBoundary << endl;
791   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fResSlope <<endl;
792   cout << " Time walk (ps) in the central region of the pad : "<< fTimeWalkCenter << endl;
793   cout << " Time walk (ps) at the boundary of the pad       : "<< fTimeWalkBoundary<< endl;
794   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fTimeWalkSlope<<endl;
795   cout << " Pulse Heigth Simulation Parameters " << endl;
796   cout << " Flag for delay due to the PulseHeightEffect: "<< fTimeDelayFlag <<endl;
797   cout << " Pulse Height Slope                           : "<< fPulseHeightSlope<<endl;
798   cout << " Time Delay Slope                             : "<< fTimeDelaySlope<<endl;
799   cout << " Minimum charge amount which could be induced : "<< fMinimumCharge<<endl;
800   cout << " Smearing in charge in (q1/q2) vs x plot      : "<< fChargeSmearing<<endl;
801   cout << " Smearing in log of charge ratio              : "<< fLogChargeSmearing<<endl;
802   cout << " Smearing in time in time vs log(q1/q2) plot  : "<< fTimeSmearing<<endl;
803   cout << " Flag for average time                        : "<< fAverageTimeFlag<<endl;
804   cout << " Edge tails option                            : "<< fEdgeTails << endl;
805   
806 }