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  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //_________________________________________________________________________
  19 // 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
  29 #include <Riostream.h>
  30 #include <stdlib.h>
  31
  32 #include <TBenchmark.h>
  33 #include <TF1.h>
  34 #include <TFile.h>
  35 #include <TFolder.h>
  36 #include <TH1.h>
  37 #include <TParticle.h>
  38 #include <TROOT.h>
  39 #include <TSystem.h>
  40 #include <TTask.h>
  41 #include <TTree.h>
  42
  43 #include "AliDetector.h"
  44 #include "AliLoader.h"
  45 #include "AliRun.h"
  46 #include "AliRunLoader.h"
  47 #include "AliTOF.h"
  48 #include "AliTOFConstants.h"
  49 #include "AliTOFHitMap.h"
  50 #include "AliTOFSDigit.h"
  51 #include "AliTOFSDigitizer.h"
  52 #include "AliTOFhit.h"
  53 #include "AliTOFhitT0.h"
  54 #include "AliTOFv1.h"
  55 #include "AliTOFv2.h"
  56 #include "AliTOFv3.h"
  57 #include "AliTOFv4.h"
  58
  59 ClassImp(AliTOFSDigitizer)
  60
  61 //____________________________________________________________________________
  62   AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer():TTask("AliTOFSDigitizer","")
  63 {
  64   // ctor
  65
  66   fRunLoader     = 0 ;
  67
  68   fEvent1=0;
  69   fEvent2=0;
  70   ftail    = 0;
  71   fSelectedSector=0;
  72   fSelectedPlate =0;
  73 }
  74
  75 //____________________________________________________________________________
  76   AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer(char* HeaderFile, Int_t evNumber1, Int_t nEvents):TTask("AliTOFSDigitizer","")
  77 {
  78   fEvent1=evNumber1;
  79   fEvent2=fEvent1+nEvents;
  80   ftail    = 0;
  81   fSelectedSector=0; // by default we sdigitize all sectors
  82   fSelectedPlate =0; // by default we sdigitize all plates in all sectors
  83
  84   fHeadersFile = HeaderFile ; // input filename (with hits)
  85   TFile * file = (TFile*) gROOT->GetFile(fHeadersFile.Data() ) ;
  86
  87   //File was not opened yet
  88   // open file and get alirun object
  89   if(file == 0){
  90       file =    TFile::Open(fHeadersFile.Data(),"update") ;
  91       gAlice = (AliRun *) file->Get("gAlice") ;
  92   }
  93
  94   // init parameters for sdigitization
  95   InitParameters();
  96
  97   // add Task to //root/Tasks folder
  98   fRunLoader = AliRunLoader::Open(HeaderFile);//open session and mount on default event folder
  99   if (fRunLoader == 0x0)
 100    {
 101      Fatal("AliTOFSDigitizer","Event is not loaded. Exiting");
 102      return;
 103    }
 104   AliLoader* gime = fRunLoader->GetLoader("TOFLoader");
 105   if (gime == 0x0)
 106    {
 107      Fatal("AliTOFSDigitizer","Can not find TOF loader in event. Exiting.");
 108      return;
 109    }
 110   gime->PostSDigitizer(this);
 111 }
 112
 113 //____________________________________________________________________________
 114   AliTOFSDigitizer::~AliTOFSDigitizer()
 115 {
 116   // dtor
 117 }
 118
 119 //____________________________________________________________________________
 120 void AliTOFSDigitizer::InitParameters()
 121 {
 122   // set parameters for detector simulation
 123
 124   fTimeResolution =0.120;
 125   fpadefficiency  =0.99 ;
 126   fEdgeEffect     = 2   ;
 127   fEdgeTails      = 0   ;
 128   fHparameter     = 0.4 ;
 129   fH2parameter    = 0.15;
 130   fKparameter     = 0.5 ;
 131   fK2parameter    = 0.35;
 132   fEffCenter      = fpadefficiency;
 133   fEffBoundary    = 0.65;
 134   fEff2Boundary   = 0.90;
 135   fEff3Boundary   = 0.08;
 136   fResCenter      = 50. ;
 137   fResBoundary    = 70. ;
 138   fResSlope       = 40. ;
 139   fTimeWalkCenter = 0.  ;
 140   fTimeWalkBoundary=0.  ;
 141   fTimeWalkSlope  = 0.  ;
 142   fTimeDelayFlag  = 1   ;
 143   fPulseHeightSlope=2.0 ;
 144   fTimeDelaySlope =0.060;
 145   // was fMinimumCharge = TMath::Exp(fPulseHeightSlope*fKparameter/2.);
 146   fMinimumCharge = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope*fHparameter);
 147   fChargeSmearing=0.0   ;
 148   fLogChargeSmearing=0.13;
 149   fTimeSmearing   =0.022;
 150   fAverageTimeFlag=0    ;
 151   fTdcBin   = 50.;      // 1 TDC bin = 50 ps
 152   fAdcBin   = 0.25;     // 1 ADC bin = 0.25 pC (or 0.03 pC)
 153   fAdcMean  = 50.;     // ADC distribution mpv value for Landau (in bins)
 154                        // it corresponds to a mean value of ~100 bins
 155   fAdcRms   = 25.;     // ADC distribution rms value (in bins)
 156                        // it corresponds to distribution rms ~50 bins
 157 }
 158
 159 //__________________________________________________________________
 160 Double_t TimeWithTail(Double_t* x, Double_t* par)
 161 {
 162   // sigma - par[0], alpha - par[1], part - par[2]
 163   //  at x<part*sigma - gauss
 164   //  at x>part*sigma - TMath::Exp(-x/alpha)
 165   Float_t xx =x[0];
 166   Double_t f;
 167   if(xx<par[0]*par[2]) {
 168     f = TMath::Exp(-xx*xx/(2*par[0]*par[0]));
 169   } else {
 170     f = TMath::Exp(-(xx-par[0]*par[2])/par[1]-0.5*par[2]*par[2]);
 171   }
 172   return f;
 173 }
 174
 175
 176 //____________________________________________________________________________
 177 void AliTOFSDigitizer::Exec(Option_t *verboseOption, Option_t *allEvents) {
 178
 179   fRunLoader->LoadgAlice();
 180   fRunLoader->LoadHeader();
 181   fRunLoader->LoadKinematics();
 182   gAlice = fRunLoader->GetAliRun();
 183
 184   AliLoader* gime = fRunLoader->GetLoader("TOFLoader");
 185   gime->LoadHits("read");
 186   gime->LoadSDigits("recreate");
 187   if(strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all"))
 188     gBenchmark->Start("TOFSDigitizer");
 189
 190   AliTOF *TOF = (AliTOF *) gAlice->GetDetector("TOF");
 191
 192   if (!TOF) {
 193     Error("AliTOFSDigitizer","TOF not found");
 194     return;
 195   }
 196
 197   // is pointer to fSDigits non zero after changes?
 198   cout<<"TOF fSDigits pointer:"<<TOF->SDigits()<<endl;
 199
 200   // recreate TClonesArray fSDigits - for backward compatibility
 201   if (TOF->SDigits() == 0) {
 202     TOF->CreateSDigitsArray();
 203   } else {
 204     TOF->RecreateSDigitsArray();
 205   }
 206
 207   Int_t version=TOF->IsVersion();
 208
 209   if (fEdgeTails) ftail = new TF1("tail",TimeWithTail,-2,2,3);
 210
 211   Int_t nselectedHits=0;
 212   Int_t ntotalsdigits=0;
 213   Int_t ntotalupdates=0;
 214   Int_t nnoisesdigits=0;
 215   Int_t nsignalsdigits=0;
 216   Int_t nHitsFromPrim=0;
 217   Int_t nHitsFromSec=0;
 218   Int_t nlargeTofDiff=0;
 219
 220   if (strstr(allEvents,"all")){
 221     fEvent1=0;
 222     fEvent2= (Int_t) gAlice->TreeE()->GetEntries();
 223   }
 224
 225   Bool_t thereIsNotASelection=(fSelectedSector==0) && (fSelectedPlate==0);
 226
 227   for (Int_t ievent = fEvent1; ievent < fEvent2; ievent++) {
 228     cout << "------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 229     cout << "Sdigitizing event " << ievent << endl;
 230
 231     Int_t nselectedHitsinEv=0;
 232     Int_t ntotalsdigitsinEv=0;
 233     Int_t ntotalupdatesinEv=0;
 234     Int_t nnoisesdigitsinEv=0;
 235     Int_t nsignalsdigitsinEv=0;
 236
 237     fRunLoader->GetEvent(ievent);
 238     TOF->SetTreeAddress();
 239     TTree *TH = gime->TreeH ();
 240     if (!TH)
 241       return;
 242     if (gime->TreeS () == 0)
 243       gime->MakeTree ("S");
 244
 245
 246     //Make branches
 247     char branchname[20];
 248     sprintf (branchname, "%s", TOF->GetName ());
 249     //Make branch for digits
 250     TOF->MakeBranch("S");
 251
 252     //Now made SDigits from hits
 253
 254
 255     TParticle *particle;
 256     //AliTOFhit *tofHit;
 257     TClonesArray *TOFhits = TOF->Hits();
 258
 259     // create hit map
 260     AliTOFHitMap *hitMap = new AliTOFHitMap(TOF->SDigits());
 261
 262     // increase performances in terms of CPU time
 263     //PH     TH->SetBranchStatus("*",0); // switch off all branches
 264     //PH     TH->SetBranchStatus("TOF*",1); // switch on only TOF
 265
 266     TBranch * tofHitsBranch = TH->GetBranch("TOF");
 267
 268     Int_t ntracks = static_cast<Int_t>(TH->GetEntries());
 269     for (Int_t track = 0; track < ntracks; track++)
 270     {
 271       gAlice->ResetHits();
 272       //PH      TH->GetEvent(track);
 273       tofHitsBranch->GetEvent(track);
 274       particle = gAlice->Particle(track);
 275       Int_t nhits = TOFhits->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 =0;
 280       Int_t previousSector=0;
 281       Int_t previousPlate =0;
 282       Int_t previousStrip =0;
 283       Int_t previousPadX  =0;
 284       Int_t previousPadZ  =0;
 285
 286       for (Int_t hit = 0; hit < nhits; hit++)
 287       {
 288         Int_t    vol[5];       // location for a digit
 289         Float_t  digit[2];     // TOF digit variables
 290         Int_t tracknum;
 291         Float_t Xpad;
 292         Float_t Zpad;
 293         Float_t geantTime;
 294
 295         // fp: really sorry for this, it is a temporary trick to have
 296         // track length too
 297         if(version!=6){
 298           AliTOFhit *tofHit = (AliTOFhit *) TOFhits->UncheckedAt(hit);
 299           tracknum = tofHit->GetTrack();
 300           vol[0] = tofHit->GetSector();
 301           vol[1] = tofHit->GetPlate();
 302           vol[2] = tofHit->GetStrip();
 303           vol[3] = tofHit->GetPadx();
 304           vol[4] = tofHit->GetPadz();
 305           Xpad = tofHit->GetDx();
 306           Zpad = tofHit->GetDz();
 307           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
 308         } else {
 309           AliTOFhitT0 *tofHit = (AliTOFhitT0 *) TOFhits->UncheckedAt(hit);
 310           tracknum = tofHit->GetTrack();
 311           vol[0] = tofHit->GetSector();
 312           vol[1] = tofHit->GetPlate();
 313           vol[2] = tofHit->GetStrip();
 314           vol[3] = tofHit->GetPadx();
 315           vol[4] = tofHit->GetPadz();
 316           Xpad = tofHit->GetDx();
 317           Zpad = tofHit->GetDz();
 318           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
 319         }
 320
 321         geantTime *= 1.e+09;  // conversion from [s] to [ns]
 322
 323         // selection case for sdigitizing only hits in a given plate of a given sector
 324         if(thereIsNotASelection || (vol[0]==fSelectedSector && vol[1]==fSelectedPlate)){
 325
 326           Bool_t dummy=((tracknum==previousTrack) && (vol[0]==previousSector) && (vol[1]==previousPlate) && (vol[2]==previousStrip));
 327
 328           Bool_t isCloneOfThePrevious=dummy && ((vol[3]==previousPadX) && (vol[4]==previousPadZ));
 329
 330           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))));
 331
 332           if(!isCloneOfThePrevious && !isNeighOfThePrevious){
 333             // update "previous" values
 334             // in fact, we are yet in the future, so the present is past
 335             previousTrack=tracknum;
 336             previousSector=vol[0];
 337             previousPlate=vol[1];
 338             previousStrip=vol[2];
 339             previousPadX=vol[3];
 340             previousPadZ=vol[4];
 341
 342             nselectedHits++;
 343             nselectedHitsinEv++;
 344             if (particle->GetFirstMother() < 0){
 345               nHitsFromPrim++;
 346             } // counts hits due to primary particles
 347
 348             Float_t xStrip=AliTOFConstants::fgkXPad*(vol[3]-0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadX)+Xpad;
 349             Float_t zStrip=AliTOFConstants::fgkZPad*(vol[4]-0.5-0.5*AliTOFConstants::fgkNpadZ)+Zpad;
 350
 351             //cout << "geantTime " << geantTime << " [ns]" << endl;
 352             Int_t nActivatedPads = 0, nFiredPads = 0;
 353             Bool_t isFired[4] = {kFALSE, kFALSE, kFALSE, kFALSE};
 354             Float_t tofAfterSimul[4] = {0., 0., 0., 0.};
 355             Float_t qInduced[4] = {0.,0.,0.,0.};
 356             Int_t nPlace[4] = {0, 0, 0, 0};
 357             Float_t averageTime = 0.;
 358             SimulateDetectorResponse(zStrip,xStrip,geantTime,nActivatedPads,nFiredPads,isFired,nPlace,qInduced,tofAfterSimul,averageTime);
 359             if(nFiredPads) {
 360               for(Int_t indexOfPad=0; indexOfPad<nActivatedPads; indexOfPad++) {
 361                 if(isFired[indexOfPad]){ // the pad has fired
 362                   Float_t timediff=geantTime-tofAfterSimul[indexOfPad];
 363
 364                   if(timediff>=0.2) nlargeTofDiff++;
 365
 366                   digit[0] = (Int_t) ((tofAfterSimul[indexOfPad]*1.e+03)/fTdcBin); // TDC bin number (each bin -> 50. ps)
 367
 368                   Float_t landauFactor = gRandom->Landau(fAdcMean, fAdcRms);
 369                   digit[1] = (Int_t) (qInduced[indexOfPad] * landauFactor); // ADC bins (each bin -> 0.25 (or 0.03) pC)
 370
 371                   // recalculate the volume only for neighbouring pads
 372                   if(indexOfPad){
 373                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFConstants::fgkNpadX) ? vol[4] = 1 : vol[4] = 2;
 374                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFConstants::fgkNpadX) ? vol[3] = nPlace[indexOfPad] : vol[3] = nPlace[indexOfPad] - AliTOFConstants::fgkNpadX;
 375                   }
 376
 377                   // check if two sdigit are on the same pad; in that case we sum
 378                   // the two or more sdigits
 379                   if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty) {
 380                     AliTOFSDigit *sdig = static_cast<AliTOFSDigit*>(hitMap->GetHit(vol));
 381                     Int_t tdctime = (Int_t) digit[0];
 382                     Int_t adccharge = (Int_t) digit[1];
 383                     sdig->Update(fTdcBin,tdctime,adccharge,tracknum);
 384                     ntotalupdatesinEv++;
 385                     ntotalupdates++;
 386                   } else {
 387
 388                     TOF->AddSDigit(tracknum, vol, digit);
 389
 390                     if(indexOfPad){
 391                       nnoisesdigits++;
 392                       nnoisesdigitsinEv++;
 393                     } else {
 394                       nsignalsdigits++;
 395                       nsignalsdigitsinEv++;
 396                     }
 397                     ntotalsdigitsinEv++;
 398                     ntotalsdigits++;
 399                     hitMap->SetHit(vol);
 400                   } // if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty)
 401                 } // if(isFired[indexOfPad])
 402               } // end loop on nActivatedPads
 403             } // if(nFiredPads) i.e. if some pads has fired
 404           } // close if(!isCloneOfThePrevious)
 405         } // close the selection on sector and plate
 406       } // end loop on hits for the current track
 407     } // end loop on ntracks
 408
 409     delete hitMap;
 410
 411     gime->TreeS()->Reset();
 412     gime->TreeS()->Fill();
 413     //gAlice->TreeS()->Write(0,TObject::kOverwrite) ;
 414     gime->WriteSDigits("OVERWRITE");
 415
 416     if(strstr(verboseOption,"all")){
 417       cout << "----------------------------------------" << endl;
 418       cout << "       <AliTOFSDigitizer>     " << endl;
 419       cout << "After sdigitizing " << nselectedHitsinEv << " hits" << " in event " << ievent << endl;
 420       //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, "
 421       cout << ntotalsdigitsinEv << " digits have been created " << endl;
 422       cout << "(" << nsignalsdigitsinEv << " due to signals and " <<  nnoisesdigitsinEv << " due to border effect)" << endl;
 423       cout << ntotalupdatesinEv << " total updates of the hit map have been performed in current event" << endl;
 424       cout << "----------------------------------------" << endl;
 425     }
 426
 427   } //event loop on events
 428
 429   // free used memory
 430   if (ftail){
 431     delete ftail;
 432     ftail = 0;
 433   }
 434
 435   nHitsFromSec=nselectedHits-nHitsFromPrim;
 436   if(strstr(verboseOption,"all")){
 437     cout << "----------------------------------------" << endl;
 438     cout << "----------------------------------------" << endl;
 439     cout << "-----------SDigitization Summary--------" << endl;
 440     cout << "       <AliTOFSDigitizer>     " << endl;
 441     cout << "After sdigitizing " << nselectedHits << " hits" << endl;
 442     cout << "in " << (fEvent2-fEvent1) << " events" << endl;
 443 //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, "
 444     cout << ntotalsdigits << " sdigits have been created " << endl;
 445     cout << "(" << nsignalsdigits << " due to signals and " <<  nnoisesdigits << " due to border effect)" << endl;
 446     cout << ntotalupdates << " total updates of the hit map have been performed" << endl;
 447     cout << "in " << nlargeTofDiff << " cases the time of flight difference is greater than 200 ps" << endl;
 448   }
 449
 450
 451   if(strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all")){
 452     gBenchmark->Stop("TOFSDigitizer");
 453     cout << "AliTOFSDigitizer:" << endl ;
 454     cout << "   took " << gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer") << " seconds in order to make sdigits "
 455          <<  gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer")/(fEvent2-fEvent1) << " seconds per event " << endl ;
 456     cout << endl ;
 457   }
 458
 459   Print("");
 460 }
 461
 462 //__________________________________________________________________
 463 void AliTOFSDigitizer::Print(Option_t* /*opt*/)const
 464 {
 465   cout << "------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 466
 467 }
 468
 469 //__________________________________________________________________
 470 void AliTOFSDigitizer::SelectSectorAndPlate(Int_t sector, Int_t plate)
 471 {
 472   Bool_t isaWrongSelection=(sector < 1) || (sector > AliTOFConstants::fgkNSectors) || (plate < 1) || (plate > AliTOFConstants::fgkNPlates);
 473   if(isaWrongSelection){
 474     cout << "You have selected an invalid value for sector or plate " << endl;
 475     cout << "The correct range for sector is [1,"<< AliTOFConstants::fgkNSectors <<"]" << endl;
 476     cout << "The correct range for plate  is [1,"<< AliTOFConstants::fgkNPlates  <<"]" << endl;
 477     cout << "By default we continue sdigitizing all hits in all plates of all sectors" << endl;
 478   } else {
 479     fSelectedSector=sector;
 480     fSelectedPlate =plate;
 481     cout << "SDigitizing only hits in plate " << fSelectedPlate << " of the sector " << fSelectedSector << endl;
 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] = {AliTOFConstants::fgkSigmaForTail1,AliTOFConstants::fgkSigmaForTail2}; //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 * AliTOFConstants::fgkNpadZ - iz - 0.5) * AliTOFConstants::fgkZPad; // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
 537   z = 0.5 * AliTOFConstants::fgkZPad - TMath::Abs(dZ);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions
 538   iz++;                                                                              // z row: 1, ..., AliTOFConstants::fgkNpadZ = 2
 539   ix = (Int_t)((x0 + 0.5 * AliTOFConstants::fgkNpadX * AliTOFConstants::fgkXPad) / AliTOFConstants::fgkXPad);
 540   dX = x0 + (0.5 * AliTOFConstants::fgkNpadX - ix - 0.5) * AliTOFConstants::fgkXPad; // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
 541   x = 0.5 * AliTOFConstants::fgkXPad - TMath::Abs(dX);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions;
 542   ix++;                                                                              // x row: 1, ..., AliTOFConstants::fgkNpadX = 48
 543
 544   ////// Pad A:
 545   nActivatedPads++;
 546   nPlace[nActivatedPads-1] = (iz - 1) * AliTOFConstants::fgkNpadX + 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(10400 + fResCenter * fResCenter); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2  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(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
 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) * AliTOFConstants::fgkNpadX;
 609         eff[nActivatedPads-1] = effZ;
 610         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resZ * resZ); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 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(10400 + resX * resX); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 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) * AliTOFConstants::fgkNpadX - 1;
 661             eff[nActivatedPads-1] = effX * effZ;
 662             (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
 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 < AliTOFConstants::fgkNpadX && dX > 0) {
 689         nActivatedPads++;
 690         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + 1;
 691         eff[nActivatedPads-1] = effX;
 692         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * (TMath::Sqrt(10400 + 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) * AliTOFConstants::fgkNpadX + 1;
 712             eff[nActivatedPads - 1] = effX * effZ;
 713             (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
 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 }