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 "AliDetector.h"
  43 #include "AliLoader.h"
  44 #include "AliRun.h"
  45 #include "AliRunLoader.h"
  46 #include "AliTOF.h"
  47 #include "AliTOFGeometry.h"
  48 #include "AliTOFHitMap.h"
  49 #include "AliTOFSDigit.h"
  50 #include "AliTOFSDigitizer.h"
  51 #include "AliTOFhit.h"
  52 #include "AliTOFhitT0.h"
  53 #include "AliTOFv1.h"
  54 #include "AliTOFv2.h"
  55 #include "AliTOFv3.h"
  56 #include "AliTOFv4.h"
  57 #include "AliMC.h"
  58
  59 ClassImp(AliTOFSDigitizer)
  60
  61 //____________________________________________________________________________
  62   AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer():TTask("TOFSDigitizer","")
  63 {
  64   // ctor
  65
  66   fRunLoader      = 0;
  67   fTOFLoader      = 0;
  68
  69   fEvent1         = 0;
  70   fEvent2         = 0;
  71   ftail           = 0;
  72   fSelectedSector = -1;
  73   fSelectedPlate  = -1;
  74 }
  75
  76 //____________________________________________________________________________
  77 AliTOFSDigitizer::AliTOFSDigitizer(const char* HeaderFile, Int_t evNumber1, Int_t nEvents):TTask("TOFSDigitizer","")
  78 {
  79   ftail    = 0;
  80   fSelectedSector=-1; // by default we sdigitize all sectors
  81   fSelectedPlate =-1; // by default we sdigitize all plates in all sectors
  82
  83   fHeadersFile = HeaderFile ; // input filename (with hits)
  84   TFile * file = (TFile*) gROOT->GetFile(fHeadersFile.Data());
  85
  86   //File was not opened yet open file and get alirun object
  87   if (file == 0) {
  88     file   = TFile::Open(fHeadersFile.Data(),"update") ;
  89     gAlice = (AliRun *) file->Get("gAlice") ;
  90   }
  91
  92   // add Task to //root/Tasks folder
  93   TString evfoldname = AliConfig::fgkDefaultEventFolderName;
  94   fRunLoader = AliRunLoader::GetRunLoader(evfoldname);
  95   if (!fRunLoader)
  96     fRunLoader = AliRunLoader::Open(HeaderFile);//open session and mount on default event folder
  97   if (fRunLoader == 0x0)
  98     {
  99       Fatal("AliTOFSDigitizer","Event is not loaded. Exiting");
 100       return;
 101     }
 102
 103   if (fRunLoader->TreeE() == 0x0) fRunLoader->LoadHeader();
 104
 105   if (evNumber1>=0) fEvent1 = evNumber1;
 106   else fEvent1=0;
 107
 108   if (nEvents==0) fEvent2 = (Int_t)(fRunLoader->GetNumberOfEvents());
 109   else if (nEvents>0) fEvent2 = evNumber1+nEvents;
 110   else fEvent2 = 1;
 111
 112   if (!(fEvent2>fEvent1)) {
 113     cout << " ERROR: fEvent2 = " << fEvent2 << " <= fEvent1 = " << fEvent1 << endl;
 114     fEvent1 = 0;
 115     fEvent2 = 1;
 116     cout << " Correction: fEvent2 = " << fEvent2 << " <= fEvent1 = " << fEvent1 << endl;
 117   }
 118
 119   // init parameters for sdigitization
 120   InitParameters();
 121
 122   fTOFLoader = fRunLoader->GetLoader("TOFLoader");
 123   if (fTOFLoader == 0x0)
 124     {
 125       Fatal("AliTOFSDigitizer","Can not find TOF loader in event. Exiting.");
 126       return;
 127     }
 128   fTOFLoader->PostSDigitizer(this);
 129 }
 130
 131 //____________________________________________________________________________
 132 AliTOFSDigitizer::~AliTOFSDigitizer()
 133 {
 134   // dtor
 135   fTOFLoader->CleanSDigitizer();
 136 }
 137
 138 //____________________________________________________________________________
 139 void AliTOFSDigitizer::InitParameters()
 140 {
 141   // set parameters for detector simulation
 142
 143   fTimeResolution =0.120;
 144   fpadefficiency  =0.99 ;
 145   fEdgeEffect     = 2   ;
 146   fEdgeTails      = 0   ;
 147   fHparameter     = 0.4 ;
 148   fH2parameter    = 0.15;
 149   fKparameter     = 0.5 ;
 150   fK2parameter    = 0.35;
 151   fEffCenter      = fpadefficiency;
 152   fEffBoundary    = 0.65;
 153   fEff2Boundary   = 0.90;
 154   fEff3Boundary   = 0.08;
 155   fResCenter      = 50. ;
 156   fResBoundary    = 70. ;
 157   fResSlope       = 40. ;
 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     Error("AliTOFSDigitizer","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 *TH = fTOFLoader->TreeH ();
 236     if (!TH) 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 *TOFhits = TOF->Hits();
 263
 264     // create hit map
 265     AliTOFHitMap *hitMap = new AliTOFHitMap(TOF->SDigits());
 266
 267     TBranch * tofHitsBranch = TH->GetBranch("TOF");
 268
 269     Int_t ntracks = static_cast<Int_t>(TH->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 = 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 =-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 Xpad;
 291         Float_t Zpad;
 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 *) TOFhits->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           Xpad = tofHit->GetDx();
 305           Zpad = tofHit->GetDz();
 306           geantTime = tofHit->GetTof(); // unit [s]
 307         } else {
 308           AliTOFhitT0 *tofHit = (AliTOFhitT0 *) TOFhits->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           Xpad = tofHit->GetDx();
 316           Zpad = 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())+Xpad;
 346             Float_t zStrip=AliTOFGeometry::ZPad()*(vol[4]+0.5-0.5*AliTOFGeometry::NpadZ())+Zpad;
 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       cout << "---------------------------------------- \n";
 414       cout << "       <AliTOFSDigitizer>    \n";
 415       cout << "After sdigitizing " << nselectedHitsinEv << " hits" << " in event " << iEvent << endl;
 416       //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, "
 417       cout << ntotalsdigitsinEv << " digits have been created \n";
 418       cout << "(" << nsignalsdigitsinEv << " due to signals and " <<  nnoisesdigitsinEv << " due to border effect) \n";
 419       cout << ntotalupdatesinEv << " total updates of the hit map have been performed in current event \n";
 420       cout << "---------------------------------------- \n";
 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     cout << "---------------------------------------- \n";
 439     cout << "---------------------------------------- \n";
 440     cout << "-----------SDigitization Summary-------- \n";
 441     cout << "       <AliTOFSDigitizer>     \n";
 442     cout << "After sdigitizing " << nselectedHits << " hits  \n";
 443     cout << "in " << (fEvent2-fEvent1) << " events  \n";
 444 //" (" << nHitsFromPrim << " from primaries and " << nHitsFromSec << " from secondaries) TOF hits, "
 445     cout << ntotalsdigits << " sdigits have been created \n";
 446     cout << "(" << nsignalsdigits << " due to signals and "
 447          <<  nnoisesdigits << " due to border effect) \n";
 448     cout << ntotalupdates << " total updates of the hit map have been performed \n";
 449     cout << "in " << nlargeTofDiff << " cases the time of flight difference is greater than 200 ps \n";
 450   }
 451
 452
 453   if(strstr(verboseOption,"tim") || strstr(verboseOption,"all")){
 454     gBenchmark->Stop("TOFSDigitizer");
 455     cout << "AliTOFSDigitizer: \n";
 456     cout << "   took " << gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer") << " seconds in order to make sdigits "
 457          <<  gBenchmark->GetCpuTime("TOFSDigitizer")/(fEvent2-fEvent1) << " seconds per event \n";
 458     cout << " +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++  \n";
 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     cout << "You have selected an invalid value for sector or plate " << endl;
 475     cout << "The correct range for sector is [0,"<< AliTOFGeometry::NSectors()-1 <<"]\n";
 476     cout << "The correct range for plate  is [0,"<< AliTOFGeometry::NPlates()-1  <<"]\n";
 477     cout << "By default we continue sdigitizing all hits in all plates of all sectors \n";
 478   } else {
 479     fSelectedSector=sector;
 480     fSelectedPlate =plate;
 481     cout << "SDigitizing only hits in plate " << fSelectedPlate << " of the sector "
 482          << fSelectedSector << endl;
 483   }
 484 }
 485
 486 //__________________________________________________________________
 487 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)
 488 {
 489   // Description:
 490   // Input:  z0, x0 - hit position in the strip system (0,0 - center of the strip), cm
 491   //         geantTime - time generated by Geant, ns
 492   // Output: nActivatedPads - the number of pads activated by the hit (1 || 2 || 4)
 493   //         nFiredPads - the number of pads fired (really activated) by the hit (nFiredPads <= nActivatedPads)
 494   //         qInduced[iPad]- charge induced on pad, arb. units
 495   //                         this array is initialized at zero by the caller
 496   //         tofAfterSimul[iPad] - time calculated with edge effect algorithm, ns
 497   //                                   this array is initialized at zero by the caller
 498   //         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.
 499   //                       The weight is given by the qInduced[iPad]/qCenterPad
 500   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
 501   //         nPlace[iPad] - the number of the pad place, iPad = 0, 1, 2, 3
 502   //                                   this variable is initialized at zero by the caller
 503   //
 504   // Description of used variables:
 505   //         eff[iPad] - efficiency of the pad
 506   //         res[iPad] - resolution of the pad, ns
 507   //         timeWalk[iPad] - time walk of the pad, ns
 508   //         timeDelay[iPad] - time delay for neighbouring pad to hited pad, ns
 509   //         PadId[iPad] - Pad Identifier
 510   //                    E | F    -->   PadId[iPad] = 5 | 6
 511   //                    A | B    -->   PadId[iPad] = 1 | 2
 512   //                    C | D    -->   PadId[iPad] = 3 | 4
 513   //         nTail[iPad] - the tail number, = 1 for tailA, = 2 for tailB
 514   //         qCenterPad - charge extimated for each pad, arb. units
 515   //         weightsSum - sum of weights extimated for each pad fired, arb. units
 516
 517   const Float_t kSigmaForTail[2] = {AliTOFGeometry::SigmaForTail1(),AliTOFGeometry::SigmaForTail2()}; //for tail
 518   Int_t iz = 0, ix = 0;
 519   Float_t dX = 0., dZ = 0., x = 0., z = 0.;
 520   Float_t h = fHparameter, h2 = fH2parameter, k = fKparameter, k2 = fK2parameter;
 521   Float_t effX = 0., effZ = 0., resX = 0., resZ = 0., timeWalkX = 0., timeWalkZ = 0.;
 522   Float_t logOfqInd = 0.;
 523   Float_t weightsSum = 0.;
 524   Int_t nTail[4]  = {0,0,0,0};
 525   Int_t padId[4]  = {0,0,0,0};
 526   Float_t eff[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 527   Float_t res[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 528   //  Float_t qCenterPad = fMinimumCharge * fMinimumCharge;
 529   Float_t qCenterPad = 1.;
 530   Float_t timeWalk[4]  = {0.,0.,0.,0.};
 531   Float_t timeDelay[4] = {0.,0.,0.,0.};
 532
 533   nActivatedPads = 0;
 534   nFiredPads = 0;
 535
 536   (z0 <= 0) ? iz = 0 : iz = 1;
 537   dZ = z0 + (0.5 * AliTOFGeometry::NpadZ() - iz - 0.5) * AliTOFGeometry::ZPad(); // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
 538   z = 0.5 * AliTOFGeometry::ZPad() - TMath::Abs(dZ);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions
 539   iz++;                                                                              // z row: 1, ..., AliTOFGeometry::NpadZ = 2
 540   ix = (Int_t)((x0 + 0.5 * AliTOFGeometry::NpadX() * AliTOFGeometry::XPad()) / AliTOFGeometry::XPad());
 541   dX = x0 + (0.5 * AliTOFGeometry::NpadX() - ix - 0.5) * AliTOFGeometry::XPad(); // hit position in the pad frame, (0,0) - center of the pad
 542   x = 0.5 * AliTOFGeometry::XPad() - TMath::Abs(dX);                               // variable for eff., res. and timeWalk. functions;
 543   ix++;                                                                              // x row: 1, ..., AliTOFGeometry::NpadX = 48
 544
 545   ////// Pad A:
 546   nActivatedPads++;
 547   nPlace[nActivatedPads-1] = (iz - 1) * AliTOFGeometry::NpadX() + ix;
 548   qInduced[nActivatedPads-1] = qCenterPad;
 549   padId[nActivatedPads-1] = 1;
 550
 551   if (fEdgeEffect == 0) {
 552     eff[nActivatedPads-1] = fEffCenter;
 553     if (gRandom->Rndm() < eff[nActivatedPads-1]) {
 554       nFiredPads = 1;
 555       res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + fResCenter * fResCenter); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2  ns;
 556       isFired[nActivatedPads-1] = kTRUE;
 557       tofTime[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(geantTime + fTimeWalkCenter, res[0]);
 558       averageTime = tofTime[nActivatedPads-1];
 559     }
 560   } else {
 561
 562     if(z < h) {
 563       if(z < h2) {
 564         effZ = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * z / h2;
 565       } else {
 566         effZ = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (z - h2) / (h - h2);
 567       }
 568       resZ = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * z / h;
 569       timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * z / h;
 570       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
 571     } else {
 572       effZ = fEffCenter;
 573       resZ = fResCenter;
 574       timeWalkZ = fTimeWalkCenter;
 575     }
 576
 577     if(x < h) {
 578       if(x < h2) {
 579         effX = fEffBoundary + (fEff2Boundary - fEffBoundary) * x / h2;
 580       } else {
 581         effX = fEff2Boundary + (fEffCenter - fEff2Boundary) * (x - h2) / (h - h2);
 582       }
 583       resX = fResBoundary + (fResCenter - fResBoundary) * x / h;
 584       timeWalkX = fTimeWalkBoundary + (fTimeWalkCenter - fTimeWalkBoundary) * x / h;
 585       nTail[nActivatedPads-1] = 1;
 586     } else {
 587       effX = fEffCenter;
 588       resX = fResCenter;
 589       timeWalkX = fTimeWalkCenter;
 590     }
 591
 592     (effZ<effX) ? eff[nActivatedPads-1] = effZ : eff[nActivatedPads-1] = effX;
 593     (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
 594     (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 *  timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 595
 596
 597     ////// Pad B:
 598     if(z < k2) {
 599       effZ = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (z / k2);
 600     } else {
 601       effZ = fEff3Boundary * (k - z) / (k - k2);
 602     }
 603     resZ = fResBoundary + fResSlope * z / k;
 604     timeWalkZ = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope * z / k;
 605
 606     if(z < k && z > 0) {
 607       if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 608         nActivatedPads++;
 609         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFGeometry::NpadX();
 610         eff[nActivatedPads-1] = effZ;
 611         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resZ * resZ); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns
 612         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ; // ns
 613         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 614         if (fTimeDelayFlag) {
 615           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 616           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 617           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 618           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 619           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 620         } else {
 621           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 622         }
 623         padId[nActivatedPads-1] = 2;
 624       }
 625     }
 626
 627
 628     ////// Pad C, D, E, F:
 629     if(x < k2) {
 630       effX = fEffBoundary - (fEffBoundary - fEff3Boundary) * (x / k2);
 631     } else {
 632       effX = fEff3Boundary * (k - x) / (k - k2);
 633     }
 634     resX = fResBoundary + fResSlope*x/k;
 635     timeWalkX = fTimeWalkBoundary + fTimeWalkSlope*x/k;
 636
 637     if(x < k && x > 0) {
 638       //   C:
 639       if(ix > 1 && dX < 0) {
 640         nActivatedPads++;
 641         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] - 1;
 642         eff[nActivatedPads-1] = effX;
 643         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * TMath::Sqrt(10400 + resX * resX); // 10400=30^2+20^2+40^2+50^2+50^2+50^2 ns
 644         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 645         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 646         if (fTimeDelayFlag) {
 647           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 648           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 649           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 650           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 651           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 652         } else {
 653           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 654         }
 655         padId[nActivatedPads-1] = 3;
 656
 657         //     D:
 658         if(z < k && z > 0) {
 659           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 660             nActivatedPads++;
 661             nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFGeometry::NpadX() - 1;
 662             eff[nActivatedPads-1] = effX * effZ;
 663             (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
 664             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 665
 666             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 667             if (fTimeDelayFlag) {
 668               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
 669                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 670                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 671                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 672                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 673               } else {
 674                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 675                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 676                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 677                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 678               }
 679               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 680             } else {
 681               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 682             }
 683             padId[nActivatedPads-1] = 4;
 684           }
 685         }  // end D
 686       }  // end C
 687
 688       //   E:
 689       if(ix < AliTOFGeometry::NpadX() && dX > 0) {
 690         nActivatedPads++;
 691         nPlace[nActivatedPads-1] = nPlace[0] + 1;
 692         eff[nActivatedPads-1] = effX;
 693         res[nActivatedPads-1] = 0.001 * (TMath::Sqrt(10400 + resX * resX)); // ns
 694         timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkX; // ns
 695         nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 696         if (fTimeDelayFlag) {
 697           //      qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 698           //      qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 699           qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 700           logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 701           timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 702         } else {
 703           timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 704         }
 705         padId[nActivatedPads-1] = 5;
 706
 707
 708         //     F:
 709         if(z < k && z > 0) {
 710           if( (iz == 1 && dZ > 0) || (iz == 2 && dZ < 0) ) {
 711             nActivatedPads++;
 712             nPlace[nActivatedPads - 1] = nPlace[0] + (3 - 2 * iz) * AliTOFGeometry::NpadX() + 1;
 713             eff[nActivatedPads - 1] = effX * effZ;
 714             (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
 715             (timeWalkZ<timeWalkX) ? timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001 * timeWalkZ : timeWalk[nActivatedPads-1] = 0.001*timeWalkX; // ns
 716             nTail[nActivatedPads-1] = 2;
 717             if (fTimeDelayFlag) {
 718               if (TMath::Abs(x) < TMath::Abs(z)) {
 719                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * z / 2.);
 720                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z / 2.);
 721                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * z);
 722                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * z, fLogChargeSmearing);
 723               } else {
 724                 //              qInduced[0] = fMinimumCharge * TMath::Exp(fPulseHeightSlope * x / 2.);
 725                 //              qInduced[nActivatedPads-1] = fMinimumCharge * TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x / 2.);
 726                 qInduced[nActivatedPads-1] = TMath::Exp(-fPulseHeightSlope * x);
 727                 logOfqInd = gRandom->Gaus(-fPulseHeightSlope * x, fLogChargeSmearing);
 728               }
 729               timeDelay[nActivatedPads-1] = gRandom->Gaus(-fTimeDelaySlope * logOfqInd, fTimeSmearing);
 730             } else {
 731               timeDelay[nActivatedPads-1] = 0.;
 732             }
 733             padId[nActivatedPads-1] = 6;
 734           }
 735         }  // end F
 736       }  // end E
 737     } // end if(x < k)
 738
 739
 740     for (Int_t iPad = 0; iPad < nActivatedPads; iPad++) {
 741       if (res[iPad] < fTimeResolution) res[iPad] = fTimeResolution;
 742       if(gRandom->Rndm() < eff[iPad]) {
 743         isFired[iPad] = kTRUE;
 744         nFiredPads++;
 745         if(fEdgeTails) {
 746           if(nTail[iPad] == 0) {
 747             tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
 748           } else {
 749             ftail->SetParameters(res[iPad], 2. * res[iPad], kSigmaForTail[nTail[iPad]-1]);
 750             Double_t timeAB = ftail->GetRandom();
 751             tofTime[iPad] = geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad] + timeAB;
 752           }
 753         } else {
 754           tofTime[iPad] = gRandom->Gaus(geantTime + timeWalk[iPad] + timeDelay[iPad], res[iPad]);
 755         }
 756         if (fAverageTimeFlag) {
 757           averageTime += tofTime[iPad] * qInduced[iPad];
 758           weightsSum += qInduced[iPad];
 759         } else {
 760           averageTime += tofTime[iPad];
 761           weightsSum += 1.;
 762         }
 763       }
 764     }
 765     if (weightsSum!=0) averageTime /= weightsSum;
 766   } // end else (fEdgeEffect != 0)
 767 }
 768
 769 //__________________________________________________________________
 770 void AliTOFSDigitizer::PrintParameters()const
 771 {
 772   //
 773   // Print parameters used for sdigitization
 774   //
 775   cout << " ------------------- "<< GetName() << " -------------" << endl ;
 776   cout << " Parameters used for TOF SDigitization " << endl ;
 777   //  Printing the parameters
 778
 779   cout << " Number of events:                        " << (fEvent2-fEvent1) << endl;
 780   cout << " from event " << fEvent1 << " to event " << (fEvent2-1) << endl;
 781   cout << " Time Resolution (ns) "<< fTimeResolution <<" Pad Efficiency: "<< fpadefficiency << endl;
 782   cout << " Edge Effect option:  "<<  fEdgeEffect<< endl;
 783
 784   cout << " Boundary Effect Simulation Parameters " << endl;
 785   cout << " Hparameter: "<< fHparameter<<"  H2parameter:"<< fH2parameter <<"  Kparameter:"<< fKparameter<<"  K2parameter: "<< fK2parameter << endl;
 786   cout << " Efficiency in the central region of the pad: "<< fEffCenter << endl;
 787   cout << " Efficiency at the boundary region of the pad: "<< fEffBoundary << endl;
 788   cout << " Efficiency value at H2parameter "<< fEff2Boundary << endl;
 789   cout << " Efficiency value at K2parameter "<< fEff3Boundary << endl;
 790   cout << " Resolution (ps) in the central region of the pad: "<< fResCenter << endl;
 791   cout << " Resolution (ps) at the boundary of the pad      : "<< fResBoundary << endl;
 792   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fResSlope <<endl;
 793   cout << " Time walk (ps) in the central region of the pad : "<< fTimeWalkCenter << endl;
 794   cout << " Time walk (ps) at the boundary of the pad       : "<< fTimeWalkBoundary<< endl;
 795   cout << " Slope (ps/K) for neighbouring pad               : "<< fTimeWalkSlope<<endl;
 796   cout << " Pulse Heigth Simulation Parameters " << endl;
 797   cout << " Flag for delay due to the PulseHeightEffect: "<< fTimeDelayFlag <<endl;
 798   cout << " Pulse Height Slope                           : "<< fPulseHeightSlope<<endl;
 799   cout << " Time Delay Slope                             : "<< fTimeDelaySlope<<endl;
 800   cout << " Minimum charge amount which could be induced : "<< fMinimumCharge<<endl;
 801   cout << " Smearing in charge in (q1/q2) vs x plot      : "<< fChargeSmearing<<endl;
 802   cout << " Smearing in log of charge ratio              : "<< fLogChargeSmearing<<endl;
 803   cout << " Smearing in time in time vs log(q1/q2) plot  : "<< fTimeSmearing<<endl;
 804   cout << " Flag for average time                        : "<< fAverageTimeFlag<<endl;
 805   cout << " Edge tails option                            : "<< fEdgeTails << endl;
 806
 807 }