Do not delete the geometry, it doesn't belong to the object
[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  *                                                                        *
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 #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 "AliMC.h"
46 #include "AliRun.h"
47 #include "AliRunLoader.h"
48
49 #include "AliTOF.h"
50 #include "AliTOFGeometry.h"
51 #include "AliTOFHitMap.h"
52 #include "AliTOFSDigit.h"
53 #include "AliTOFSDigitizer.h"
54 #include "AliTOFhit.h"
55 #include "AliTOFhitT0.h"
56
57 ClassImp(AliTOFSDigitizer)
58
59 //____________________________________________________________________________ 
60   AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer():TTask("TOFSDigitizer","") 
61 {
62   // ctor
63
64   fRunLoader      = 0;
65   fTOFLoader      = 0;
66
67   fEvent1         = 0;
68   fEvent2         = 0;
69   ftail           = 0;
70   fSelectedSector = -1;
71   fSelectedPlate  = -1;
72
73   fTOFGeometry = new AliTOFGeometry();
74
75 }
76
77 //____________________________________________________________________________ 
78 AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer(const char* HeaderFile, Int_t evNumber1, Int_t nEvents):TTask("TOFSDigitizer","")
79 {
80   ftail    = 0;
81   fSelectedSector=-1; // by default we sdigitize all sectors
82   fSelectedPlate =-1; // 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 open file and get alirun object
88   if (file == 0) {
89     file   = TFile::Open(fHeadersFile.Data(),"update") ;
90     gAlice = (AliRun *) file->Get("gAlice") ;
91   }
92   
93   // add Task to //root/Tasks folder
94   TString evfoldname = AliConfig::GetDefaultEventFolderName();
95   fRunLoader = AliRunLoader::GetRunLoader(evfoldname);
96   if (!fRunLoader)
97     fRunLoader = AliRunLoader::Open(HeaderFile);//open session and mount on default event folder
98   if (fRunLoader == 0x0)
99     {
100       AliFatal("Event is not loaded. Exiting");
101       return;
102     }
103
104   fRunLoader->CdGAFile();
105   TDirectory *savedir=gDirectory;
106   TFile *in=(TFile*)gFile;
107
108   if (!in->IsOpen()) {
109     AliWarning("Geometry file is not open default TOF geometry will be used");
110     fTOFGeometry = new AliTOFGeometry();
111   }
112   else {
113     in->cd();
114     fTOFGeometry = (AliTOFGeometry*)in->Get("TOFgeometry");
115   }
116
117   savedir->cd();
118
119   if (fRunLoader->TreeE() == 0x0) fRunLoader->LoadHeader();
120   
121   if (evNumber1>=0) fEvent1 = evNumber1;
122   else fEvent1=0;
123   
124   if (nEvents==0) fEvent2 = (Int_t)(fRunLoader->GetNumberOfEvents());
125   else if (nEvents>0) fEvent2 = evNumber1+nEvents;
126   else fEvent2 = 1;
127   
128   if (!(fEvent2>fEvent1)) {
129     AliError(Form("fEvent2 = %d <= fEvent1 = %d", fEvent2, fEvent1));
130     fEvent1 = 0;
131     fEvent2 = 1;
132     AliError(Form("Correction: fEvent2 = %d <= fEvent1 = %d", fEvent2, fEvent1));
133   }
134   
135   // init parameters for sdigitization
136   InitParameters();
137   
138   fTOFLoader = fRunLoader->GetLoader("TOFLoader");
139   if (fTOFLoader == 0x0)
140     {
141       AliFatal("Can not find TOF loader in event. Exiting.");
142       return;
143     }
144   fTOFLoader->PostSDigitizer(this);
145 }
146
147 //____________________________________________________________________________ 
148 AliTOFSDigitizer::~AliTOFSDigitizer()
149 {
150   // dtor
151   fTOFLoader->CleanSDigitizer();
152
153   delete fTOFGeometry;
154
155 }
156
157 //____________________________________________________________________________ 
158 void AliTOFSDigitizer::InitParameters()
159 {
160   // set parameters for detector simulation
161   
162   fTimeResolution = 0.080; //0.120; OLD
163   fpadefficiency  = 0.99 ;
164   fEdgeEffect     = 2   ;
165   fEdgeTails      = 0   ;
166   fHparameter     = 0.4 ;
167   fH2parameter    = 0.15;
168   fKparameter     = 0.5 ;
169   fK2parameter    = 0.35;
170   fEffCenter      = fpadefficiency;
171   fEffBoundary    = 0.65;
172   fEff2Boundary   = 0.90;
173   fEff3Boundary   = 0.08;
174   fAddTRes        = 68. ; // \sqrt{2x20^2 + 15^2 + 2x10^2 + 30^2 + 50^2} (p-p)
175   //fAddTRes      = 48. ; // \sqrt{2x20^2 + 15^2 + 2x10^2 + 30^2 + 15^2} (Pb-Pb)
176   // 30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 = 10400 ps^2 (very old value)
177   fResCenter      = 35. ; //50. ; // OLD
178   fResBoundary    = 70. ;
179   fResSlope       = 37. ; //40. ; // OLD
180   fTimeWalkCenter = 0.  ;
181   fTimeWalkBoundary=0.  ;
182   fTimeWalkSlope  = 0.  ;
183   fTimeDelayFlag  = 1   ;
184   fPulseHeightSlope=2.0 ;
185   fTimeDelaySlope =0.060;
186   // was fMinimumCharge = TMath::Exp(fPulseHeightSlope*fKparameter/2.);
187   fMinimumCharge = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope*fHparameter);
188   fChargeSmearing=0.0   ;
189   fLogChargeSmearing=0.13;
190   fTimeSmearing   =0.022;
191   fAverageTimeFlag=0    ;
192
193   fAdcBin   = 0.25;    // 1 ADC bin = 0.25 pC (or 0.03 pC)
194   fAdcMean  = 50.;     // ADC distribution mpv value for Landau (in bins)
195                        // it corresponds to a mean value of ~100 bins
196   fAdcRms   = 25.;     // ADC distribution rms value (in bins)
197                        // it corresponds to distribution rms ~50 bins
198 }
199
200 //__________________________________________________________________
201 Double_t TimeWithTail(Double_t* x, Double_t* par)
202 {
203   // sigma - par[0], alpha - par[1], part - par[2]
204   //  at x<part*sigma - gauss
205   //  at x>part*sigma - TMath::Exp(-x/alpha)
206   Float_t xx =x[0];
207   Double_t f;
208   if(xx<par[0]*par[2]) {
209     f = TMath::Exp(-xx*xx/(2*par[0]*par[0]));
210   } else {
211     f = TMath::Exp(-(xx-par[0]*par[2])/par[1]-0.5*par[2]*par[2]);
212   }
213   return f;
214 }
215
216 //____________________________________________________________________________
217 void AliTOFSDigitizer::Exec(Option_t *verboseOption) { 
218
219   if (strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all"))
220     gBenchmark->Start("TOFSDigitizer");
221
222   if (fEdgeTails) ftail = new TF1("tail",TimeWithTail,-2,2,3);
223   
224   Int_t nselectedHits=0;
225   Int_t ntotalsdigits=0;
226   Int_t ntotalupdates=0;
227   Int_t nnoisesdigits=0;
228   Int_t nsignalsdigits=0;
229   Int_t nHitsFromPrim=0;
230   Int_t nHitsFromSec=0;
231   Int_t nlargeTofDiff=0;
232
233   Bool_t thereIsNotASelection=(fSelectedSector==-1) && (fSelectedPlate==-1);
234
235   if (fRunLoader->GetAliRun() == 0x0) fRunLoader->LoadgAlice();
236   gAlice = fRunLoader->GetAliRun();
237
238   fRunLoader->LoadKinematics();
239   
240   AliTOF *tof = (AliTOF *) gAlice->GetDetector("TOF");
241   
242   if (!tof) {
243     AliError("TOF not found");
244     return;
245   }
246   
247   fTOFLoader->LoadHits("read");
248   fTOFLoader->LoadSDigits("recreate");
249   
250   for (Int_t iEvent=fEvent1; iEvent<fEvent2; iEvent++) {
251 //     cout << "------------------- "<< GetName() << " ------------- \n";
252 //     cout << "Sdigitizing event " << iEvent << endl;
253
254     fRunLoader->GetEvent(iEvent);
255
256     TTree *hitTree = fTOFLoader->TreeH ();
257     if (!hitTree) return;
258
259     if (fTOFLoader->TreeS () == 0) fTOFLoader->MakeTree ("S");
260     
261     //Make branch for digits
262     tof->MakeBranch("S");
263     
264     // recreate TClonesArray fSDigits - for backward compatibility
265     if (tof->SDigits() == 0) {
266       tof->CreateSDigitsArray();
267     } else {
268       tof->RecreateSDigitsArray();
269     }
270
271     tof->SetTreeAddress();
272
273     Int_t version=tof->IsVersion();
274
275     Int_t nselectedHitsinEv=0;
276     Int_t ntotalsdigitsinEv=0;
277     Int_t ntotalupdatesinEv=0;
278     Int_t nnoisesdigitsinEv=0;
279     Int_t nsignalsdigitsinEv=0;
280
281     TParticle *particle;
282     //AliTOFhit *tofHit;
283     TClonesArray *tofHitArray = tof->Hits();
284
285     // create hit map
286     AliTOFHitMap *hitMap = new AliTOFHitMap(tof->SDigits(), fTOFGeometry);
287
288     TBranch * tofHitsBranch = hitTree->GetBranch("TOF");
289
290     Int_t ntracks = static_cast<Int_t>(hitTree->GetEntries());
291     for (Int_t track = 0; track < ntracks; track++)
292     {
293       gAlice->ResetHits();
294       tofHitsBranch->GetEvent(track);
295       particle = gAlice->GetMCApp()->Particle(track);
296       Int_t nhits = tofHitArray->GetEntriesFast();
297       // cleaning all hits of the same track in the same pad volume
298       // it is a rare event, however it happens
299
300       Int_t previousTrack =-1;
301       Int_t previousSector=-1;
302       Int_t previousPlate =-1;
303       Int_t previousStrip =-1;
304       Int_t previousPadX  =-1;
305       Int_t previousPadZ  =-1;
306
307       for (Int_t hit = 0; hit < nhits; hit++) {
308         Int_t    vol[5];       // location for a digit
309         Float_t  digit[2];     // TOF digit variables
310         Int_t tracknum;
311         Float_t dxPad;
312         Float_t dzPad;
313         Float_t geantTime;
314
315         // fp: really sorry for this, it is a temporary trick to have
316         // track length too
317         if(version!=6 && version!=7){
318           AliTOFhit *tofHit = (AliTOFhit *) tofHitArray->UncheckedAt(hit);
319           tracknum = tofHit->GetTrack();
320           vol[0] = tofHit->GetSector();
321           vol[1] = tofHit->GetPlate();
322           vol[2] = tofHit->GetStrip();
323           vol[3] = tofHit->GetPadx();
324           vol[4] = tofHit->GetPadz();
325           dxPad = tofHit->GetDx();
326           dzPad = tofHit->GetDz();
327           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
328         } else {
329           AliTOFhitT0 *tofHit = (AliTOFhitT0 *) tofHitArray->UncheckedAt(hit);
330           tracknum = tofHit->GetTrack();
331           vol[0] = tofHit->GetSector();
332           vol[1] = tofHit->GetPlate();
333           vol[2] = tofHit->GetStrip();
334           vol[3] = tofHit->GetPadx();
335           vol[4] = tofHit->GetPadz();
336           dxPad = tofHit->GetDx();
337           dzPad = tofHit->GetDz();
338           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
339         }
340         
341         geantTime *= 1.e+09;  // conversion from [s] to [ns]
342         
343         // selection case for sdigitizing only hits in a given plate of a given sector
344         if(thereIsNotASelection || (vol[0]==fSelectedSector && vol[1]==fSelectedPlate)){
345           
346           Bool_t dummy=((tracknum==previousTrack) && (vol[0]==previousSector) && (vol[1]==previousPlate) && (vol[2]==previousStrip));
347           
348           Bool_t isCloneOfThePrevious=dummy && ((vol[3]==previousPadX) && (vol[4]==previousPadZ));
349           
350           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))));
351           
352           if(!isCloneOfThePrevious && !isNeighOfThePrevious){
353             // update "previous" values
354             // in fact, we are yet in the future, so the present is past
355             previousTrack=tracknum;
356             previousSector=vol[0];
357             previousPlate=vol[1];
358             previousStrip=vol[2];
359             previousPadX=vol[3];
360             previousPadZ=vol[4];
361             
362             nselectedHits++;
363             nselectedHitsinEv++;
364             if (particle->GetFirstMother() < 0) nHitsFromPrim++; // counts hits due to primary particles
365             
366             Float_t xStrip=AliTOFGeometry::XPad()*(vol[3]+0.5-0.5*AliTOFGeometry::NpadX())+dxPad;
367             Float_t zStrip=AliTOFGeometry::ZPad()*(vol[4]+0.5-0.5*AliTOFGeometry::NpadZ())+dzPad;
368
369             Int_t nActivatedPads = 0, nFiredPads = 0;
370             Bool_t isFired[4] = {kFALSE, kFALSE, kFALSE, kFALSE};
371             Float_t tofAfterSimul[4] = {0., 0., 0., 0.};
372             Float_t qInduced[4] = {0.,0.,0.,0.};
373             Int_t nPlace[4] = {0, 0, 0, 0};
374             Float_t averageTime = 0.;
375             SimulateDetectorResponse(zStrip,xStrip,geantTime,nActivatedPads,nFiredPads,isFired,nPlace,qInduced,tofAfterSimul,averageTime);
376             if(nFiredPads) {
377               for(Int_t indexOfPad=0; indexOfPad<nActivatedPads; indexOfPad++) {
378                 if(isFired[indexOfPad]){ // the pad has fired
379                   Float_t timediff=geantTime-tofAfterSimul[indexOfPad];
380                   
381                   if(timediff>=0.2) nlargeTofDiff++;
382                   
383                   digit[0] = (Int_t) ((tofAfterSimul[indexOfPad]*1.e+03)/AliTOFGeometry::TdcBinWidth()); // TDC bin number (each bin -> 24.4 ps)
384                   
385                   Float_t landauFactor = gRandom->Landau(fAdcMean, fAdcRms); 
386                   digit[1] = (Int_t) (qInduced[indexOfPad] * landauFactor); // ADC bins (each bin -> 0.25 (or 0.03) pC)
387
388                   // recalculate the volume only for neighbouring pads
389                   if(indexOfPad){
390                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFGeometry::NpadX()) ? vol[4] = 0 : vol[4] = 1;
391                     (nPlace[indexOfPad]<=AliTOFGeometry::NpadX()) ? vol[3] = nPlace[indexOfPad] - 1 : vol[3] = nPlace[indexOfPad] - AliTOFGeometry::NpadX() - 1;
392                   }
393                   // check if two sdigit are on the same pad;
394                   // in that case we sum the two or more sdigits
395                   if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty) {
396                     AliTOFSDigit *sdig = static_cast<AliTOFSDigit*>(hitMap->GetHit(vol));
397                     Int_t tdctime = (Int_t) digit[0];
398                     Int_t adccharge = (Int_t) digit[1];
399                     sdig->Update(AliTOFGeometry::TdcBinWidth(),tdctime,adccharge,tracknum);
400                     ntotalupdatesinEv++;
401                     ntotalupdates++;
402                   } else {
403                     
404                     tof->AddSDigit(tracknum, vol, digit);
405                     
406                     if(indexOfPad){
407                       nnoisesdigits++;
408                       nnoisesdigitsinEv++;
409                     } else {
410                       nsignalsdigits++;
411                       nsignalsdigitsinEv++;
412                     }
413                     ntotalsdigitsinEv++;  
414                     ntotalsdigits++;
415                     hitMap->SetHit(vol);
416                   } // if (hitMap->TestHit(vol) != kEmpty)
417                 } // if(isFired[indexOfPad])
418               } // end loop on nActivatedPads
419             } // if(nFiredPads) i.e. if some pads has fired
420           } // close if(!isCloneOfThePrevious)
421         } // close the selection on sector and plate
422       } // end loop on hits for the current track
423     } // end loop on ntracks
424     
425     delete hitMap;
426     
427     fTOFLoader->TreeS()->Reset();
428     fTOFLoader->TreeS()->Fill();
429     fTOFLoader->WriteSDigits("OVERWRITE");
430     
431     if (tof->SDigits()) tof->ResetSDigits();
432     
433     if (strstr(verboseOption,"all")) {
434       AliInfo("----------------------------------------");
435       AliInfo("       <AliTOFSDigitizer>    ");
436       AliInfo(Form("After sdigitizing %d hits in event %d", nselectedHitsinEv, iEvent));
437       //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, " 
438       AliInfo(Form("%d digits have been created", ntotalsdigitsinEv));
439       AliInfo(Form("(%d due to signals and %d due to border effect)", nsignalsdigitsinEv, nnoisesdigitsinEv));
440       AliInfo(Form("%d total updates of the hit map have been performed in current event", ntotalupdatesinEv));
441       AliInfo("----------------------------------------");
442     }
443
444   } //event loop on events
445
446     fTOFLoader->UnloadSDigits();
447     fTOFLoader->UnloadHits();
448     fRunLoader->UnloadKinematics();
449     //fRunLoader->UnloadgAlice();
450
451   // free used memory
452   if (ftail){
453     delete ftail;
454     ftail = 0;
455   }
456   
457   nHitsFromSec=nselectedHits-nHitsFromPrim;
458   if(strstr(verboseOption,"all")){
459     AliInfo("----------------------------------------");
460     AliInfo("----------------------------------------");
461     AliInfo("-----------SDigitization Summary--------");
462     AliInfo("       <AliTOFSDigitizer>     ");
463     AliInfo(Form("After sdigitizing %d hits", nselectedHits));
464     AliInfo(Form("in %d events", fEvent2-fEvent1));
465 //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, " 
466     AliInfo(Form("%d sdigits have been created", ntotalsdigits));
467     AliInfo(Form("(%d due to signals and " 
468                  "%d due to border effect)", nsignalsdigits, nnoisesdigits));
469     AliInfo(Form("%d total updates of the hit map have been performed", ntotalupdates));
470     AliInfo(Form("in %d cases the time of flight difference is greater than 200 ps", nlargeTofDiff));
471   }
472
473
474   if(strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all")){
475     gBenchmark->Stop("TOFSDigitizer");
476     AliInfo("AliTOFSDigitizer:");
477     AliInfo(Form("   took %f seconds in order to make sdigits " 
478          "%f seconds per event", gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer"), gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer")/(fEvent2-fEvent1)));
479     AliInfo(" +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ");
480   }
481
482 }
483
484 //__________________________________________________________________
485 void AliTOFSDigitizer::Print(Option_t* /*opt*/)const
486 {
487   cout << "------------------- "<< GetName() << " ------------- \n";
488 }
489
490 //__________________________________________________________________
491 void AliTOFSDigitizer::SelectSectorAndPlate(Int_t sector, Int_t plate)
492 {
493   Bool_t isaWrongSelection=(sector < 0) || (sector >= AliTOFGeometry::NSectors()) || (plate < 0) || (plate >= AliTOFGeometry::NPlates());
494   if(isaWrongSelection){
495     AliError("You have selected an invalid value for sector or plate ");
496     AliError(Form("The correct range for sector is [0,%d]", AliTOFGeometry::NSectors()-1));
497     AliError(Form("The correct range for plate  is [0,%d]",  AliTOFGeometry::NPlates()-1));
498     AliError("By default we continue sdigitizing all hits in all plates of all sectors");
499   } else {
500     fSelectedSector=sector;
501     fSelectedPlate =plate;
502     AliInfo(Form("SDigitizing only hits in plate %d of the sector %d", fSelectedPlate, fSelectedSector));
503   }
504 }
505
506 //__________________________________________________________________
507 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)
508 {
509   // Description:
510   // Input:  z0, x0 - hit position in the strip system (0,0 - center of the strip), cm
511   //         geantTime - time generated by Geant, ns
512   // Output: nActivatedPads - the number of pads activated by the hit (1 || 2 || 4)
513   //         nFiredPads - the number of pads fired (really activated) by the hit (nFiredPads <= nActivatedPads)
514   //         qInduced[iPad]- charge induced on pad, arb. units
515   //                         this array is initialized at zero by the caller
516   //         tofAfterSimul[iPad] - time calculated with edge effect algorithm, ns
517   //                                   this array is initialized at zero by the caller
518   //         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.
519   //                       The weight is given by the qInduced[iPad]/qCenterPad
520   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
521   //         nPlace[iPad] - the number of the pad place, iPad = 0, 1, 2, 3
522   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
523   //
524   // Description of used variables:
525   //         eff[iPad] - efficiency of the pad
526   //         res[iPad] - resolution of the pad, ns
527   //         timeWalk[iPad] - time walk of the pad, ns
528   //         timeDelay[iPad] - time delay for neighbouring pad to hited pad, ns
529   //         PadId[iPad] - Pad Identifier
530   //                    E | F    -->   PadId[iPad] = 5 | 6
531   //                    A | B    -->   PadId[iPad] = 1 | 2
532   //                    C | D    -->   PadId[iPad] = 3 | 4
533   //         nTail[iPad] - the tail number, = 1 for tailA, = 2 for tailB
534   //         qCenterPad - charge extimated for each pad, arb. units
535   //         weightsSum - sum of weights extimated for each pad fired, arb. units
536   
537   const Float_t kSigmaForTail[2] = {AliTOFGeometry::SigmaForTail1(),AliTOFGeometry::SigmaForTail2()}; //for tail                                                   
538   Int_t iz = 0, ix = 0;
539   Float_t dX = 0., dZ = 0., x = 0., z = 0.;
540   Float_t h = fHparameter, h2 = fH2parameter, k = fKparameter, k2 = fK2parameter;
541   Float_t effX = 0., effZ = 0., resX = 0., resZ = 0., timeWalkX = 0., timeWalkZ = 0.;
542   Float_t logOfqInd = 0.;
543   Float_t weightsSum = 0.;
544   Int_t nTail[4]  = {0,0,0,0};
545   Int_t padId[4]  = {0,0,0,0};
546   Float_t eff[4]  = {0.,0.,0.,0.};
547   Float_t res[4]  = {0.,0.,0.,0.};
548   //  Float_t qCenterPad = fMinimumCharge * fMinimumCharge;
549   Float_t qCenterPad = 1.;
550   Float_t timeWalk[4]  = {0.,0.,0.,0.};
551   Float_t timeDelay[4] = {0.,0.,0.,0.};
552   
553   nActivatedPads = 0;
554   nFiredPads = 0;
555   
556   (z0 <= 0) ? iz = 0 : iz = 1;
557   dZ = z0 + (0.5 * AliTOFGeometry::NpadZ() - iz - 0.5) * AliTOFGeometry::ZPad(); // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
558   z = 0.5 * AliTOFGeometry::ZPad() - TMath::Abs(dZ);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions
559   iz++;                                                                              // z row: 1, ..., AliTOFGeometry::NpadZ = 2
560   ix = (Int_t)((x0 + 0.5 * AliTOFGeometry::NpadX() * AliTOFGeometry::XPad()) / AliTOFGeometry::XPad());
561   dX = x0 + (0.5 * AliTOFGeometry::NpadX() - ix - 0.5) * AliTOFGeometry::XPad(); // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
562   x = 0.5 * AliTOFGeometry::XPad() - TMath::Abs(dX);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions;
563   ix++;                                                                              // x row: 1, ..., AliTOFGeometry::NpadX = 48
564   
565   ////// Pad A:
566   nActivatedPads++;
567   nPlace[nActivatedPads-1] = (iz - 1) * AliTOFGeometry::NpadX() + ix;
568   qInduced[nActivatedPads-1] = qCenterPad;
569   padId[nActivatedPads-1] = 1;
570   
571   if (fEdgeEffect == 0) {
572     eff[nActivatedPads-1] = fEffCenter;
573     if (gRandom->Rndm() < eff[nActivatedPads-1]) {
574       nFiredPads = 1;
575       res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + fResCenter * fResCenter); // ns
576       isFired[nActivatedPads-1] = kTRUE;
577       tofTime[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(geantTime + fTimeWalkCenter, res[0]);
578       averageTime = tofTime[nActivatedPads-1];
579     }
580   } else {
581      
582     if(z < h) {
583       if(z < h2) {
584         effZ = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * z / h2;
585       } else {
586         effZ = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (z - h2) / (h - h2);
587       }
588       resZ = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * z / h;
589       timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * z / h;
590       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
591     } else {
592       effZ = fEffCenter;
593       resZ = fResCenter;
594       timeWalkZ = fTimeWalkCenter;
595     }
596     
597     if(x < h) {
598       if(x < h2) {
599         effX = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * x / h2;
600       } else {
601         effX = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (x - h2) / (h - h2);
602       }
603       resX = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * x / h;
604       timeWalkX = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * x / h;
605       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
606     } else {
607       effX = fEffCenter;
608       resX = fResCenter;
609       timeWalkX = fTimeWalkCenter;
610     }
611     
612     (effZ<effX) ? eff[nActivatedPads-1] = effZ : eff[nActivatedPads-1] = effX;
613     (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
614     (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 *  timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
615
616
617     ////// Pad B:
618     if(z < k2) {
619       effZ = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (z / k2);
620     } else {
621       effZ = fEff3Boundary * (k - z) / (k - k2);
622     }
623     resZ = fResBoundary + fResSlope * z / k;
624     timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope * z / k;
625     
626     if(z < k && z > 0) {
627       if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
628         nActivatedPads++;
629         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFGeometry::NpadX();
630         eff[nActivatedPads-1] = effZ;
631         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resZ * resZ); // ns 
632         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ; // ns
633         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
634         if (fTimeDelayFlag) {
635           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
636           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
637           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
638           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
639           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
640         } else {
641           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
642         }
643         padId[nActivatedPads-1] = 2;
644       }
645     }
646
647     
648     ////// Pad C, D, E, F:
649     if(x < k2) {
650       effX = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (x / k2);
651     } else {
652       effX = fEff3Boundary * (k - x) / (k - k2);
653     }
654     resX = fResBoundary + fResSlope*x/k;
655     timeWalkX = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope*x/k;
656     
657     if(x < k && x > 0) {
658       //   C:
659       if(ix > 1 && dX < 0) {
660         nActivatedPads++;
661         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] - 1;
662         eff[nActivatedPads-1] = effX;
663         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resX * resX); // ns 
664         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
665         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
666         if (fTimeDelayFlag) {
667           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
668           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
669           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
670           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
671           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
672         } else {
673           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
674         }
675         padId[nActivatedPads-1] = 3;
676
677         //     D:
678         if(z < k && z > 0) {
679           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
680             nActivatedPads++;
681             nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFGeometry::NpadX() - 1;
682             eff[nActivatedPads-1] = effX * effZ;
683             (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
684             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
685             
686             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
687             if (fTimeDelayFlag) {
688               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
689                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
690                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
691                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
692                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
693               } else {
694                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
695                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
696                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
697                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
698               }
699               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
700             } else {
701               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
702             }
703             padId[nActivatedPads-1] = 4;
704           }
705         }  // end D
706       }  // end C
707       
708       //   E:
709       if(ix < AliTOFGeometry::NpadX() && dX > 0) {
710         nActivatedPads++;
711         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + 1;
712         eff[nActivatedPads-1] = effX;
713         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * (TMath::Sqrt(fAddTRes*fAddTRes + resX * resX)); // ns
714         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
715         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
716         if (fTimeDelayFlag) {
717           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
718           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
719           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
720           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
721           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
722         } else {
723           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
724         }
725         padId[nActivatedPads-1] = 5;
726
727
728         //     F:
729         if(z < k && z > 0) {
730           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
731             nActivatedPads++;
732             nPlace[nActivatedPads - 1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFGeometry::NpadX() + 1;
733             eff[nActivatedPads - 1] = effX * effZ;
734             (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
735             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001*timeWalkX; // ns
736             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
737             if (fTimeDelayFlag) {
738               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
739                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
740                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
741                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
742                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
743               } else {
744                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
745                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
746                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
747                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
748               }
749               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
750             } else {
751               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
752             }
753             padId[nActivatedPads-1] = 6;
754           }
755         }  // end F
756       }  // end E
757     } // end if(x < k)
758
759
760     for (Int_t iPad = 0; iPad < nActivatedPads; iPad++) {
761       if (res[iPad] < fTimeResolution) res[iPad] = fTimeResolution;
762       if(gRandom->Rndm() < eff[iPad]) {
763         isFired[iPad] = kTRUE;
764         nFiredPads++;
765         if(fEdgeTails) {
766           if(nTail[iPad] == 0) {
767             tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
768           } else {
769             ftail->SetParameters(res[iPad], 2. * res[iPad], kSigmaForTail[nTail[iPad]-1]);
770             Double_t timeAB = ftail->GetRandom();
771             tofTime[iPad] = geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad] + timeAB;
772           }
773         } else {
774           tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
775         }
776         if (fAverageTimeFlag) {
777           averageTime += tofTime[iPad] * qInduced[iPad];
778           weightsSum += qInduced[iPad];
779         } else {
780           averageTime += tofTime[iPad];
781           weightsSum += 1.;
782         }
783       }
784     }
785     if (weightsSum!=0) averageTime /= weightsSum;
786   } // end else (fEdgeEffect != 0)
787 }
788
789 //__________________________________________________________________
790 void AliTOFSDigitizer::PrintParameters()const
791 {
792   //
793   // Print parameters used for sdigitization
794   //
795   cout << " ------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
796   cout << " Parameters used for TOF SDigitization " << endl ;
797   //  Printing the parameters
798   
799   cout << " Number of events:                        " << (fEvent2-fEvent1) << endl; 
800   cout << " from event " << fEvent1 << " to event " << (fEvent2-1) << endl; 
801   cout << " Time Resolution (ns) "<< fTimeResolution <<" Pad Efficiency: "<< fpadefficiency << endl;
802   cout << " Edge Effect option:  "<<  fEdgeEffect<< endl;
803
804   cout << " Boundary Effect Simulation Parameters " << endl;
805   cout << " Hparameter: "<< fHparameter<<"  H2parameter:"<< fH2parameter <<"  Kparameter:"<< fKparameter<<"  K2parameter: "<< fK2parameter << endl;
806   cout << " Efficiency in the central region of the pad: "<< fEffCenter << endl;
807   cout << " Efficiency at the boundary region of the pad: "<< fEffBoundary << endl;
808   cout << " Efficiency value at H2parameter "<< fEff2Boundary << endl;
809   cout << " Efficiency value at K2parameter "<< fEff3Boundary << endl;
810   cout << " Resolution (ps) in the central region of the pad: "<< fResCenter << endl;
811   cout << " Resolution (ps) at the boundary of the pad      : "<< fResBoundary << endl;
812   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fResSlope <<endl;
813   cout << " Time walk (ps) in the central region of the pad : "<< fTimeWalkCenter << endl;
814   cout << " Time walk (ps) at the boundary of the pad       : "<< fTimeWalkBoundary<< endl;
815   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fTimeWalkSlope<<endl;
816   cout << " Pulse Heigth Simulation Parameters " << endl;
817   cout << " Flag for delay due to the PulseHeightEffect  : "<< fTimeDelayFlag <<endl;
818   cout << " Pulse Height Slope                           : "<< fPulseHeightSlope<<endl;
819   cout << " Time Delay Slope                             : "<< fTimeDelaySlope<<endl;
820   cout << " Minimum charge amount which could be induced : "<< fMinimumCharge<<endl;
821   cout << " Smearing in charge in (q1/q2) vs x plot      : "<< fChargeSmearing<<endl;
822   cout << " Smearing in log of charge ratio              : "<< fLogChargeSmearing<<endl;
823   cout << " Smearing in time in time vs log(q1/q2) plot  : "<< fTimeSmearing<<endl;
824   cout << " Flag for average time                        : "<< fAverageTimeFlag<<endl;
825   cout << " Edge tails option                            : "<< fEdgeTails << endl;
826   
827 }