TPC/AliTPC.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 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.14  1999/09/29 09:24:33  fca
  19 Introduction of the Copyright and cvs Log
  20
  21 */
  22
  23 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  24 //                                                                           //
  25 //  Time Projection Chamber                                                  //
  26 //  This class contains the basic functions for the Time Projection Chamber  //
  27 //  detector. Functions specific to one particular geometry are              //
  28 //  contained in the derived classes                                         //
  29 //                                                                           //
  30 //Begin_Html
  31 /*
  32 <img src="picts/AliTPCClass.gif">
  33 */
  34 //End_Html
  35 //                                                                           //
  36 //                                                                          //
  37 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  38
  39 #include <TMath.h>
  40 #include <TRandom.h>
  41 #include <TVector.h>
  42 #include <TMatrix.h>
  43 #include <TGeometry.h>
  44 #include <TNode.h>
  45 #include <TTUBS.h>
  46 #include <TObjectTable.h>
  47 #include "TParticle.h"
  48 #include "AliTPC.h"
  49 #include "AliRun.h"
  50 #include <iostream.h>
  51 #include <fstream.h>
  52 #include "AliMC.h"
  53
  54 //MI change
  55 #include "AliTPCParam.h"
  56 #include "AliTPCD.h"
  57 #include "AliTPCPRF2D.h"
  58 #include "AliTPCRF1D.h"
  59
  60
  61
  62 ClassImp(AliTPC)
  63
  64 //_____________________________________________________________________________
  65 AliTPC::AliTPC()
  66 {
  67   //
  68   // Default constructor
  69   //
  70   fIshunt   = 0;
  71   fClusters = 0;
  72   fHits     = 0;
  73   fDigits   = 0;
  74   fTracks   = 0;
  75   fNsectors = 0;
  76   fNtracks  = 0;
  77   fNclusters= 0;
  78
  79   fDigParam= new AliTPCD();
  80   fDigits = fDigParam->GetArray();
  81 }
  82
  83 //_____________________________________________________________________________
  84 AliTPC::AliTPC(const char *name, const char *title)
  85       : AliDetector(name,title)
  86 {
  87   //
  88   // Standard constructor
  89   //
  90
  91   //
  92   // Initialise arrays of hits and digits
  93   fHits     = new TClonesArray("AliTPChit",  176);
  94   //  fDigits   = new TClonesArray("AliTPCdigit",10000);
  95   //MI change
  96   fDigParam= new AliTPCD;
  97   fDigits = fDigParam->GetArray();
  98
  99   AliTPCParam  *fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
 100
 101   //
 102   // Initialise counters
 103   //
 104   fClusters = 0;
 105   fTracks   = 0;
 106   fNsectors = fTPCParam->GetNSector();
 107   fNtracks  = 0;
 108   fNclusters= 0;
 109   fDigitsIndex = new Int_t[fNsectors+1];
 110   //
 111   fIshunt     =  0;
 112   //
 113   // Initialise color attributes
 114   SetMarkerColor(kYellow);
 115 }
 116
 117 //_____________________________________________________________________________
 118 AliTPC::~AliTPC()
 119 {
 120   //
 121   // TPC destructor
 122   //
 123   fIshunt   = 0;
 124   delete fHits;
 125   delete fDigits;
 126   delete fClusters;
 127   delete fTracks;
 128   delete fDigParam;
 129   if (fDigitsIndex)   delete [] fDigitsIndex;
 130 }
 131
 132 //_____________________________________________________________________________
 133 void AliTPC::AddCluster(Float_t *hits, Int_t *tracks)
 134 {
 135   //
 136   // Add a simulated cluster to the list
 137   //
 138   if(!fClusters) fClusters=new TClonesArray("AliTPCcluster",10000);
 139   TClonesArray &lclusters = *fClusters;
 140   new(lclusters[fNclusters++]) AliTPCcluster(hits,tracks);
 141 }
 142
 143 //_____________________________________________________________________________
 144 void AliTPC::AddCluster(const AliTPCcluster &c)
 145 {
 146   //
 147   // Add a simulated cluster copy to the list
 148   //
 149   if(!fClusters) fClusters=new TClonesArray("AliTPCcluster",10000);
 150   TClonesArray &lclusters = *fClusters;
 151   new(lclusters[fNclusters++]) AliTPCcluster(c);
 152 }
 153
 154 //_____________________________________________________________________________
 155 void AliTPC::AddDigit(Int_t *tracks, Int_t *digits)
 156 {
 157   //
 158   // Add a TPC digit to the list
 159   //
 160   //  TClonesArray &ldigits = *fDigits;
 161   //MI change
 162   TClonesArray &ldigits = *fDigParam->GetArray();
 163   new(ldigits[fNdigits++]) AliTPCdigit(tracks,digits);
 164 }
 165
 166 //_____________________________________________________________________________
 167 void AliTPC::AddHit(Int_t track, Int_t *vol, Float_t *hits)
 168 {
 169   //
 170   // Add a hit to the list
 171   //
 172   TClonesArray &lhits = *fHits;
 173   new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,track,vol,hits);
 174 }
 175
 176 //_____________________________________________________________________________
 177 void AliTPC::AddTrack(Float_t *hits)
 178 {
 179   //
 180   // Add a track to the list of tracks
 181   //
 182   TClonesArray &ltracks = *fTracks;
 183   new(ltracks[fNtracks++]) AliTPCtrack(hits);
 184 }
 185
 186 //_____________________________________________________________________________
 187 void AliTPC::AddTrack(const AliTPCtrack& t)
 188 {
 189   //
 190   // Add a track copy to the list of tracks
 191   //
 192   if(!fTracks) fTracks=new TClonesArray("AliTPCtrack",10000);
 193   TClonesArray &ltracks = *fTracks;
 194   new(ltracks[fNtracks++]) AliTPCtrack(t);
 195 }
 196
 197 //_____________________________________________________________________________
 198 void AliTPC::BuildGeometry()
 199 {
 200   //
 201   // Build TPC ROOT TNode geometry for the event display
 202   //
 203   TNode *Node, *Top;
 204   TTUBS *tubs;
 205   Int_t i;
 206   const int kColorTPC=19;
 207   char name[5], title[25];
 208   const Double_t kDegrad=TMath::Pi()/180;
 209   const Double_t kRaddeg=180./TMath::Pi();
 210
 211   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
 212
 213   Float_t InnerOpenAngle = fTPCParam->GetInnerAngle();
 214   Float_t OuterOpenAngle = fTPCParam->GetOuterAngle();
 215
 216   Float_t InnerAngleShift = fTPCParam->GetInnerAngleShift();
 217   Float_t OuterAngleShift = fTPCParam->GetOuterAngleShift();
 218
 219   Int_t nLo = fTPCParam->GetNInnerSector()/2;
 220   Int_t nHi = fTPCParam->GetNOuterSector()/2;
 221
 222   const Double_t loAng = (Double_t)TMath::Nint(InnerOpenAngle*kRaddeg);
 223   const Double_t hiAng = (Double_t)TMath::Nint(OuterOpenAngle*kRaddeg);
 224   const Double_t loAngSh = (Double_t)TMath::Nint(InnerAngleShift*kRaddeg);
 225   const Double_t hiAngSh = (Double_t)TMath::Nint(OuterAngleShift*kRaddeg);
 226
 227
 228   const Double_t loCorr = 1/TMath::Cos(0.5*loAng*kDegrad);
 229   const Double_t hiCorr = 1/TMath::Cos(0.5*hiAng*kDegrad);
 230
 231   Double_t rl,ru;
 232
 233
 234   //
 235   // Get ALICE top node
 236   //
 237
 238   Top=gAlice->GetGeometry()->GetNode("alice");
 239
 240   //  inner sectors
 241
 242   rl = fTPCParam->GetInSecLowEdge();
 243   ru = fTPCParam->GetInSecUpEdge();
 244
 245
 246   for(i=0;i<nLo;i++) {
 247     sprintf(name,"LS%2.2d",i);
 248     name[4]='\0';
 249     sprintf(title,"TPC low sector %3d",i);
 250     title[24]='\0';
 251
 252     tubs = new TTUBS(name,title,"void",rl*loCorr,ru*loCorr,250.,
 253                      loAng*(i-0.5)+loAngSh,loAng*(i+0.5)+loAngSh);
 254     tubs->SetNumberOfDivisions(1);
 255     Top->cd();
 256     Node = new TNode(name,title,name,0,0,0,"");
 257     Node->SetLineColor(kColorTPC);
 258     fNodes->Add(Node);
 259   }
 260
 261   // Outer sectors
 262
 263   rl = fTPCParam->GetOuSecLowEdge();
 264   ru = fTPCParam->GetOuSecUpEdge();
 265
 266   for(i=0;i<nHi;i++) {
 267     sprintf(name,"US%2.2d",i);
 268     name[4]='\0';
 269     sprintf(title,"TPC upper sector %d",i);
 270     title[24]='\0';
 271     tubs = new TTUBS(name,title,"void",rl*hiCorr,ru*hiCorr,250,
 272                      hiAng*(i-0.5)+hiAngSh,hiAng*(i+0.5)+hiAngSh);
 273     tubs->SetNumberOfDivisions(1);
 274     Top->cd();
 275     Node = new TNode(name,title,name,0,0,0,"");
 276     Node->SetLineColor(kColorTPC);
 277     fNodes->Add(Node);
 278   }
 279 }
 280
 281
 282
 283 //_____________________________________________________________________________
 284 Int_t AliTPC::DistancetoPrimitive(Int_t , Int_t )
 285 {
 286   //
 287   // Calculate distance from TPC to mouse on the display
 288   // Dummy procedure
 289   //
 290   return 9999;
 291 }
 292
 293 //_____________________________________________________________________________
 294 static Double_t SigmaY2(Double_t r, Double_t tgl, Double_t pt)
 295 {
 296   //
 297   // Parametrised error of the cluster reconstruction (pad direction)
 298   //
 299   pt=TMath::Abs(pt)*1000.;
 300   Double_t x=r/pt;
 301   tgl=TMath::Abs(tgl);
 302   Double_t s=a_rphi - b_rphi*r*tgl + c_rphi*x*x + d_rphi*x;
 303   if (s<0.4e-3) s=0.4e-3;
 304   s*=1.3; //Iouri Belikov
 305   return s;
 306 }
 307
 308 //_____________________________________________________________________________
 309 static Double_t SigmaZ2(Double_t r, Double_t tgl)
 310 {
 311   //
 312   // Parametrised error of the cluster reconstruction (drift direction)
 313   //
 314   tgl=TMath::Abs(tgl);
 315   Double_t s=a_z - b_z*r*tgl + c_z*tgl*tgl;
 316   if (s<0.4e-3) s=0.4e-3;
 317   s*=1.3; //Iouri Belikov
 318   return s;
 319 }
 320
 321 //_____________________________________________________________________________
 322 inline Double_t f1(Double_t x1,Double_t y1,
 323                    Double_t x2,Double_t y2,
 324                    Double_t x3,Double_t y3)
 325 {
 326   //-----------------------------------------------------------------
 327   // Initial approximation of the track curvature
 328   //
 329   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
 330   //-----------------------------------------------------------------
 331   Double_t d=(x2-x1)*(y3-y2)-(x3-x2)*(y2-y1);
 332   Double_t a=0.5*((y3-y2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1)-
 333                   (y2-y1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2));
 334   Double_t b=0.5*((x2-x1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2)-
 335                   (x3-x2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1));
 336
 337   Double_t xr=TMath::Abs(d/(d*x1-a)), yr=d/(d*y1-b);
 338
 339   return -xr*yr/sqrt(xr*xr+yr*yr);
 340 }
 341
 342
 343 //_____________________________________________________________________________
 344 inline Double_t f2(Double_t x1,Double_t y1,
 345                    Double_t x2,Double_t y2,
 346                    Double_t x3,Double_t y3)
 347 {
 348   //-----------------------------------------------------------------
 349   // Initial approximation of the track curvature times center of curvature
 350   //
 351   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
 352   //-----------------------------------------------------------------
 353   Double_t d=(x2-x1)*(y3-y2)-(x3-x2)*(y2-y1);
 354   Double_t a=0.5*((y3-y2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1)-
 355                   (y2-y1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2));
 356   Double_t b=0.5*((x2-x1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2)-
 357                   (x3-x2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1));
 358
 359   Double_t xr=TMath::Abs(d/(d*x1-a)), yr=d/(d*y1-b);
 360
 361   return -a/(d*y1-b)*xr/sqrt(xr*xr+yr*yr);
 362 }
 363
 364 //_____________________________________________________________________________
 365 inline Double_t f3(Double_t x1,Double_t y1,
 366                    Double_t x2,Double_t y2,
 367                    Double_t z1,Double_t z2)
 368 {
 369   //-----------------------------------------------------------------
 370   // Initial approximation of the tangent of the track dip angle
 371   //
 372   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
 373   //-----------------------------------------------------------------
 374   return (z1 - z2)/sqrt((x1-x2)*(x1-x2)+(y1-y2)*(y1-y2));
 375 }
 376
 377 //_____________________________________________________________________________
 378 static int FindProlongation(AliTPCtrack& t, const AliTPCSector *sec,
 379                             int s, int rf=0)
 380 {
 381   //-----------------------------------------------------------------
 382   // This function tries to find a track prolongation.
 383   //
 384   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
 385   //-----------------------------------------------------------------
 386   const int ROWS_TO_SKIP=int(0.5*sec->GetNRows());
 387   const Float_t MAX_CHI2=12.;
 388   int try_again=ROWS_TO_SKIP;
 389   Double_t alpha=sec->GetAlpha();
 390   int ns=int(2*TMath::Pi()/alpha+0.5);
 391
 392   for (int nr=sec->GetRowNumber(t.GetX())-1; nr>=rf; nr--) {
 393     Double_t x=sec->GetX(nr), ymax=sec->GetMaxY(nr);
 394     if (!t.PropagateTo(x)) return 0;
 395
 396     AliTPCcluster *cl=0;
 397     Double_t max_chi2=MAX_CHI2;
 398     const AliTPCRow& row=sec[s][nr];
 399     Double_t sy2=SigmaY2(t.GetX(),t.GetTgl(),t.GetPt());
 400     Double_t sz2=SigmaZ2(t.GetX(),t.GetTgl());
 401     Double_t road=5.*sqrt(t.GetSigmaY2() + sy2), y=t.GetY(), z=t.GetZ();
 402
 403     if (road>30) {
 404       if (t>4) cerr<<t<<" FindProlongation warning: Too broad road !\n";
 405       return 0;
 406     }
 407
 408     if (row) {
 409       for (int i=row.Find(y-road); i<row; i++) {
 410         AliTPCcluster* c=(AliTPCcluster*)(row[i]);
 411         if (c->fY > y+road) break;
 412         if (c->IsUsed()) continue;
 413         if ((c->fZ - z)*(c->fZ - z) > 25.*(t.GetSigmaZ2() + sz2)) continue;
 414         Double_t chi2=t.GetPredictedChi2(c);
 415         if (chi2 > max_chi2) continue;
 416         max_chi2=chi2;
 417         cl=c;
 418       }
 419     }
 420     if (cl) {
 421       t.Update(cl,max_chi2);
 422       Double_t ll=TMath::Sqrt((1+t.GetTgl()*t.GetTgl())/
 423                (1-(t.GetC()*x-t.GetEta())*(t.GetC()*x-t.GetEta())));
 424       cl->fdEdX = cl->fQ/ll;
 425       try_again=ROWS_TO_SKIP;
 426     } else {
 427       if (try_again==0) break;
 428       if (y > ymax) {
 429          s = (s+1) % ns;
 430          if (!t.Rotate(alpha)) return 0;
 431       } else if (y <-ymax) {
 432          s = (s-1+ns) % ns;
 433          if (!t.Rotate(-alpha)) return 0;
 434       }
 435       try_again--;
 436     }
 437   }
 438
 439   return 1;
 440 }
 441
 442
 443 //_____________________________________________________________________________
 444 static void MakeSeeds(TObjArray& seeds,const AliTPCSector *sec, int max_sec,
 445 int i1, int i2)
 446 {
 447   //-----------------------------------------------------------------
 448   // This function creates track seeds.
 449   //
 450   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
 451   //-----------------------------------------------------------------
 452   TMatrix C(5,5); TVector x(5);
 453   double alpha=sec->GetAlpha(), shift=sec->GetAlphaShift();
 454   double cs=cos(alpha), sn=sin(alpha);
 455   for (int ns=0; ns<max_sec; ns++) {
 456     int nl=sec[(ns-1+max_sec)%max_sec][i2];
 457     int nm=sec[ns][i2];
 458     int nu=sec[(ns+1)%max_sec][i2];
 459     const AliTPCRow& r1=sec[ns][i1];
 460     for (int is=0; is < r1; is++) {
 461       double x1=sec->GetX(i1), y1=r1[is]->fY, z1=r1[is]->fZ;
 462       for (int js=0; js < nl+nm+nu; js++) {
 463         const AliTPCcluster *cl;
 464         int ks;
 465         double x2=sec->GetX(i2), y2, z2, tmp;
 466
 467         if (js<nl) {
 468           ks=(ns-1+max_sec)%max_sec;
 469           const AliTPCRow& r2=sec[(ns-1+max_sec)%max_sec][i2];
 470           cl=r2[js];
 471           y2=cl->fY; z2=cl->fZ;
 472           tmp= x2*cs+y2*sn;
 473           y2 =-x2*sn+y2*cs; x2=tmp;
 474         } else
 475           if (js<nl+nm) {
 476             ks=ns;
 477             const AliTPCRow& r2=sec[ns][i2];
 478             cl=r2[js-nl];
 479             y2=cl->fY; z2=cl->fZ;
 480           } else {
 481             ks=(ns+1)%max_sec;
 482             const AliTPCRow& r2=sec[(ns+1)%max_sec][i2];
 483             cl=r2[js-nl-nm];
 484             y2=cl->fY; z2=cl->fZ;
 485             tmp=x2*cs-y2*sn;
 486             y2 =x2*sn+y2*cs; x2=tmp;
 487           }
 488
 489         double d=(x2-x1)*(0.-y2)-(0.-x2)*(y2-y1);
 490         if (d==0.) {cerr<<"MakeSeeds warning: Straight seed !\n"; continue;}
 491
 492         x(0)=y1;
 493         x(1)=z1;
 494         x(2)=f1(x1,y1,x2,y2,0.,0.);
 495         x(3)=f2(x1,y1,x2,y2,0.,0.);
 496         x(4)=f3(x1,y1,x2,y2,z1,z2);
 497
 498         if (TMath::Abs(x(2)*x1-x(3)) >= 0.999) continue;
 499
 500         if (TMath::Abs(x(4)) > 1.2) continue;
 501
 502         Double_t a=asin(x(3));
 503         Double_t zv=z1 - x(4)/x(2)*(a+asin(x(2)*x1-x(3)));
 504         if (TMath::Abs(zv)>33.) continue;
 505
 506         TMatrix X(6,6); X=0.;
 507         X(0,0)=r1[is]->fSigmaY2; X(1,1)=r1[is]->fSigmaZ2;
 508         X(2,2)=cl->fSigmaY2;     X(3,3)=cl->fSigmaZ2;
 509         X(4,4)=3./12.; X(5,5)=3./12.;
 510         TMatrix F(5,6); F.UnitMatrix();
 511         Double_t sy=sqrt(X(0,0)), sz=sqrt(X(1,1));
 512         F(2,0)=(f1(x1,y1+sy,x2,y2,0.,0.)-x(2))/sy;
 513         F(2,2)=(f1(x1,y1,x2,y2+sy,0.,0.)-x(2))/sy;
 514         F(2,4)=(f1(x1,y1,x2,y2,0.,0.+sy)-x(2))/sy;
 515         F(3,0)=(f2(x1,y1+sy,x2,y2,0.,0.)-x(3))/sy;
 516         F(3,2)=(f2(x1,y1,x2,y2+sy,0.,0.)-x(3))/sy;
 517         F(3,4)=(f2(x1,y1,x2,y2,0.,0.+sy)-x(3))/sy;
 518         F(4,0)=(f3(x1,y1+sy,x2,y2,z1,z2)-x(4))/sy;
 519         F(4,1)=(f3(x1,y1,x2,y2,z1+sz,z2)-x(4))/sz;
 520         F(4,2)=(f3(x1,y1,x2,y2+sy,z1,z2)-x(4))/sy;
 521         F(4,3)=(f3(x1,y1,x2,y2,z1,z2+sz)-x(4))/sz;
 522         F(4,4)=0;
 523         F(3,3)=0;
 524
 525         TMatrix t(F,TMatrix::kMult,X);
 526         C.Mult(t,TMatrix(TMatrix::kTransposed,F));
 527
 528         AliTPCtrack *track=new AliTPCtrack(r1[is], x, C, x1, ns*alpha+shift);
 529         int rc=FindProlongation(*track,sec,ns,i2);
 530         if (rc<0 || *track<(i1-i2)/2) delete track;
 531         else seeds.AddLast(track);
 532       }
 533     }
 534   }
 535 }
 536
 537 //_____________________________________________________________________________
 538 AliTPCParam *AliTPCSector::param;
 539 void AliTPC::Clusters2Tracks()
 540 {
 541   //-----------------------------------------------------------------
 542   // This is a track finder.
 543   //
 544   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
 545   //-----------------------------------------------------------------
 546   if (!fClusters) return;
 547
 548   AliTPCParam *p=&fDigParam->GetParam();
 549   AliTPCSector::SetParam(p);
 550
 551   const int nis=p->GetNInnerSector()/2;
 552   AliTPCSSector *ssec=new AliTPCSSector[nis];
 553   int nrow_low=ssec->GetNRows();
 554
 555   const int nos=p->GetNOuterSector()/2;
 556   AliTPCLSector *lsec=new AliTPCLSector[nos];
 557   int nrow_up=lsec->GetNRows();
 558
 559   int ncl=fClusters->GetEntriesFast();
 560   while (ncl--) {
 561     AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)fClusters->UncheckedAt(ncl);
 562     Int_t sec=c->fSector, row=c->fPadRow;
 563     if (sec<nis*2) {
 564       ssec[sec%nis][row].InsertCluster(c);
 565     } else {
 566       sec -= nis*2;
 567       lsec[sec%nos][row].InsertCluster(c);
 568     }
 569   }
 570
 571   TObjArray seeds(20000);
 572
 573   int nrows=nrow_low+nrow_up;
 574   int gap=int(0.125*nrows), shift=int(0.5*gap);
 575   MakeSeeds(seeds, lsec, nos, nrow_up-1, nrow_up-1-gap);
 576   MakeSeeds(seeds, lsec, nos, nrow_up-1-shift, nrow_up-1-shift-gap);
 577
 578   seeds.Sort();
 579
 580   int found=0;
 581   int nseed=seeds.GetEntriesFast();
 582
 583   for (int s=0; s<nseed; s++) {
 584     AliTPCtrack& t=*((AliTPCtrack*)seeds.UncheckedAt(s));
 585     double alpha=t.GetAlpha();
 586     if (alpha > 2.*TMath::Pi()) alpha -= 2.*TMath::Pi();
 587     if (alpha < 0.            ) alpha += 2.*TMath::Pi();
 588     int ns=int(alpha/lsec->GetAlpha())%nos;
 589
 590     if (!FindProlongation(t,lsec,ns)) continue;
 591
 592     alpha=t.GetAlpha() + 0.5*ssec->GetAlpha() - ssec->GetAlphaShift();
 593     if (alpha > 2.*TMath::Pi()) alpha -= 2.*TMath::Pi();
 594     if (alpha < 0.            ) alpha += 2.*TMath::Pi();
 595     ns=int(alpha/ssec->GetAlpha())%nis; //index of the inner sector needed
 596
 597     alpha=ns*ssec->GetAlpha() - t.GetAlpha();
 598     if (!t.Rotate(alpha)) continue;
 599
 600     if (!FindProlongation(t,ssec,ns)) continue;
 601
 602     if (t < int(0.4*nrows)) continue;
 603
 604     AddTrack(t);
 605     t.UseClusters();
 606     cerr<<found++<<'\r';
 607   }
 608
 609   delete[] ssec;
 610   delete[] lsec;
 611 }
 612
 613 //_____________________________________________________________________________
 614 void AliTPC::CreateMaterials()
 615 {
 616   //-----------------------------------------------
 617   // Create Materials for for TPC
 618   //-----------------------------------------------
 619
 620   //-----------------------------------------------------------------
 621   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
 622   //-----------------------------------------------------------------
 623
 624   Int_t ISXFLD=gAlice->Field()->Integ();
 625   Float_t SXMGMX=gAlice->Field()->Max();
 626
 627   Float_t amat[5]; // atomic numbers
 628   Float_t zmat[5]; // z
 629   Float_t wmat[5]; // proportions
 630
 631   Float_t density;
 632
 633   //  ********************* Gases *******************
 634
 635   //--------------------------------------------------------------
 636   // pure gases
 637   //--------------------------------------------------------------
 638
 639   // Ne
 640
 641
 642   Float_t a_ne = 20.18;
 643   Float_t z_ne = 10.;
 644
 645   density = 0.0009;
 646
 647   AliMaterial(20,"Ne",a_ne,z_ne,density,999.,999.);
 648
 649   // Ar
 650
 651   Float_t a_ar = 39.948;
 652   Float_t z_ar = 18.;
 653
 654   density = 0.001782;
 655
 656   AliMaterial(21,"Ar",a_ar,z_ar,density,999.,999.);
 657
 658   Float_t a_pure[2];
 659
 660   a_pure[0] = a_ne;
 661   a_pure[1] = a_ar;
 662
 663
 664   //--------------------------------------------------------------
 665   // gases - compounds
 666   //--------------------------------------------------------------
 667
 668   Float_t amol[3];
 669
 670   //  CO2
 671
 672   amat[0]=12.011;
 673   amat[1]=15.9994;
 674
 675   zmat[0]=6.;
 676   zmat[1]=8.;
 677
 678   wmat[0]=1.;
 679   wmat[1]=2.;
 680
 681   density=0.001977;
 682
 683   amol[0] = amat[0]*wmat[0]+amat[1]*wmat[1];
 684
 685   AliMixture(10,"CO2",amat,zmat,density,-2,wmat);
 686
 687   // CF4
 688
 689   amat[0]=12.011;
 690   amat[1]=18.998;
 691
 692   zmat[0]=6.;
 693   zmat[1]=9.;
 694
 695   wmat[0]=1.;
 696   wmat[1]=4.;
 697
 698   density=0.003034;
 699
 700   amol[1] = amat[0]*wmat[0]+amat[1]*wmat[1];
 701
 702   AliMixture(11,"CF4",amat,zmat,density,-2,wmat);
 703
 704   // CH4
 705
 706   amat[0]=12.011;
 707   amat[1]=1.;
 708
 709   zmat[0]=6.;
 710   zmat[1]=1.;
 711
 712   wmat[0]=1.;
 713   wmat[1]=4.;
 714
 715   density=0.000717;
 716
 717   amol[2] = amat[0]*wmat[0]+amat[1]*wmat[1];
 718
 719   AliMixture(12,"CH4",amat,zmat,density,-2,wmat);
 720
 721   //----------------------------------------------------------------
 722   // gases - mixtures, ID >= 20 pure gases, <= 10 ID < 20 -compounds
 723   //----------------------------------------------------------------
 724
 725   char namate[21];
 726
 727   density = 0.;
 728   Float_t am=0;
 729   Int_t nc;
 730
 731   Float_t a,z,rho,absl,X0,buf[1];
 732   Int_t nbuf;
 733
 734   for(nc = 0;nc<fNoComp;nc++)
 735     {
 736
 737       // retrive material constants
 738
 739       gMC->Gfmate((*fIdmate)[fMixtComp[nc]],namate,a,z,rho,X0,absl,buf,nbuf);
 740
 741       amat[nc] = a;
 742       zmat[nc] = z;
 743
 744       Int_t nnc = (fMixtComp[nc]>=20) ? fMixtComp[nc]%20 : fMixtComp[nc]%10;
 745
 746       am += fMixtProp[nc]*((fMixtComp[nc]>=20) ? a_pure[nnc] : amol[nnc]);
 747       density += fMixtProp[nc]*rho;  // density of the mixture
 748
 749     }
 750
 751   // mixture proportions by weight!
 752
 753   for(nc = 0;nc<fNoComp;nc++)
 754     {
 755
 756       Int_t nnc = (fMixtComp[nc]>=20) ? fMixtComp[nc]%20 : fMixtComp[nc]%10;
 757
 758       wmat[nc] = fMixtProp[nc]*((fMixtComp[nc]>=20) ? a_pure[nnc] : amol[nnc])/am;
 759
 760     }
 761
 762   AliMixture(31,"Drift gas 1",amat,zmat,density,fNoComp,wmat);
 763   AliMixture(32,"Drift gas 2",amat,zmat,density,fNoComp,wmat);
 764   AliMixture(33,"Drift gas 3",amat,zmat,density,fNoComp,wmat);
 765
 766   AliMedium(2, "Drift gas 1", 31, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., 999.,.1, .001, .001);
 767   AliMedium(3, "Drift gas 2", 32, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., 999.,.1, .001, .001);
 768   AliMedium(4, "Drift gas 3", 33, 1, ISXFLD, SXMGMX, 10., 999.,.1, .001, .001);
 769
 770   // Air
 771
 772   AliMaterial(24, "Air", 14.61, 7.3, .001205, 30420., 67500.);
 773
 774   AliMedium(24, "Air", 24, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .1, .1);
 775
 776   //----------------------------------------------------------------------
 777   //               solid materials
 778   //----------------------------------------------------------------------
 779
 780   // Al
 781
 782   AliMaterial(30, "Al", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 37.2);
 783
 784   AliMedium(0, "Al",30, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .1,   .1);
 785
 786   // Si
 787
 788   AliMaterial(31, "Si", 28.086, 14.,2.33, 9.36, 999.);
 789
 790   AliMedium(7, "Al",31, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .1,   .1);
 791
 792
 793   // Mylar C5H4O2
 794
 795   amat[0]=12.011;
 796   amat[1]=1.;
 797   amat[2]=15.9994;
 798
 799   zmat[0]=6.;
 800   zmat[1]=1.;
 801   zmat[2]=8.;
 802
 803   wmat[0]=5.;
 804   wmat[1]=4.;
 805   wmat[2]=2.;
 806
 807   density = 1.39;
 808
 809   AliMixture(32, "Mylar",amat,zmat,density,-3,wmat);
 810
 811   AliMedium(5, "Mylar",32, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
 812
 813
 814
 815
 816   // Carbon (normal)
 817
 818   AliMaterial(33,"C normal",12.011,6.,2.265,18.8,999.);
 819
 820   AliMedium(6,"C normal",33,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
 821
 822   // G10 for inner and outr field cage
 823   // G10 is 60% SiO2 + 40% epoxy, right now I use A and Z for SiO2
 824
 825   Float_t rhoFactor;
 826
 827   amat[0]=28.086;
 828   amat[1]=15.9994;
 829
 830   zmat[0]=14.;
 831   zmat[1]=8.;
 832
 833   wmat[0]=1.;
 834   wmat[1]=2.;
 835
 836   density = 1.7;
 837
 838
 839   AliMixture(34,"G10 aux.",amat,zmat,density,-2,wmat);
 840
 841
 842   gMC->Gfmate((*fIdmate)[34],namate,a,z,rho,X0,absl,buf,nbuf);
 843
 844   Float_t thickX0 = 0.0052; // field cage in X0 units
 845
 846   Float_t thick = 2.; // in cm
 847
 848   X0=19.4; // G10
 849
 850   rhoFactor = X0*thickX0/thick;
 851   density = rho*rhoFactor;
 852
 853   AliMaterial(35,"G10-fc",a,z,density,999.,999.);
 854
 855   AliMedium(8,"G10-fc",35,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
 856
 857   thickX0 = 0.0027; // inner vessel (eta <0.9)
 858   thick=0.5;
 859   rhoFactor = X0*thickX0/thick;
 860   density = rho*rhoFactor;
 861
 862   AliMaterial(36,"G10-iv",a,z,density,999.,999.);
 863
 864   AliMedium(9,"G10-iv",36,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
 865
 866   //  Carbon fibre
 867
 868   gMC->Gfmate((*fIdmate)[33],namate,a,z,rho,X0,absl,buf,nbuf);
 869
 870   thickX0 = 0.0133; // outer vessel
 871   thick=3.0;
 872   rhoFactor = X0*thickX0/thick;
 873   density = rho*rhoFactor;
 874
 875
 876   AliMaterial(37,"C-ov",a,z,density,999.,999.);
 877
 878   AliMedium(10,"C-ov",37,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
 879
 880   thickX0=0.015; // inner vessel (cone, eta > 0.9)
 881   thick=1.5;
 882   rhoFactor = X0*thickX0/thick;
 883   density = rho*rhoFactor;
 884
 885   AliMaterial(38,"C-ivc",a,z,density,999.,999.);
 886
 887   AliMedium(11,"C-ivc",38,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
 888
 889   //
 890
 891   AliMedium(12,"CO2",10,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., 999.,.1, .001, .001);
 892
 893
 894
 895 }
 896
 897 //_____________________________________________________________________________
 898 struct Bin {
 899    const AliTPCdigit *dig;
 900    int idx;
 901    Bin() {dig=0; idx=-1;}
 902 };
 903
 904 struct PreCluster : public AliTPCcluster {
 905   const AliTPCdigit* summit; //pointer to the maximum digit of this precluster
 906   int idx;                   //index in AliTPC::fClusters
 907   int npeaks;                //number of peaks in this precluster
 908   int ndigits;               //number of digits in this precluster
 909   PreCluster();
 910 };
 911 PreCluster::PreCluster() : AliTPCcluster() {npeaks=ndigits=0;}
 912
 913 //_____________________________________________________________________________
 914 static void FindPreCluster(int i,int j,int maxj,Bin *bins,PreCluster &c)
 915 {
 916   //-----------------------------------------------------------------
 917   // This function looks for "preclusters".
 918   //
 919   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
 920   //-----------------------------------------------------------------
 921   Bin& b=bins[i*maxj+j];
 922   double q=(double)TMath::Abs(b.dig->fSignal);
 923
 924   if (b.idx >= 0 && b.idx != c.idx) {
 925     c.idx=b.idx;
 926     c.npeaks++;
 927   }
 928
 929   if (q > TMath::Abs(c.summit->fSignal)) c.summit=b.dig;
 930
 931   c.fY += i*q;
 932   c.fZ += j*q;
 933   c.fSigmaY2 += i*i*q;
 934   c.fSigmaZ2 += j*j*q;
 935   c.fQ += q;
 936   c.ndigits++;
 937
 938   b.dig = 0;  b.idx = c.idx;
 939
 940   if (bins[(i-1)*maxj+j].dig) FindPreCluster(i-1,j,maxj,bins,c);
 941   if (bins[i*maxj+(j-1)].dig) FindPreCluster(i,j-1,maxj,bins,c);
 942   if (bins[(i+1)*maxj+j].dig) FindPreCluster(i+1,j,maxj,bins,c);
 943   if (bins[i*maxj+(j+1)].dig) FindPreCluster(i,j+1,maxj,bins,c);
 944
 945 }
 946
 947 //_____________________________________________________________________________
 948 void AliTPC::Digits2Clusters()
 949 {
 950   //-----------------------------------------------------------------
 951   // This is a simple cluster finder.
 952   //
 953   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
 954   //-----------------------------------------------------------------
 955   AliTPCParam *par = &(fDigParam->GetParam());
 956
 957   int inp=par->GetNPads(0,                  par->GetNRowLow()-1);
 958   int onp=par->GetNPads(par->GetNSector()-1,par->GetNRowUp() -1);
 959   const int MAXY=(inp>onp) ? inp+2 : onp+2;
 960   const int MAXTBKT=int((z_end+6*par->GetZSigma())/par->GetZWidth())+1;
 961   const int MAXZ=MAXTBKT+2;
 962   const int THRESHOLD=20;
 963
 964   TTree *t=(TTree*)gDirectory->Get("TreeD0_Param1");
 965   t->GetBranch("Digits")->SetAddress(&fDigits);
 966   Int_t sectors_by_rows=(Int_t)t->GetEntries();
 967
 968   int ncls=0;
 969
 970   for (Int_t n=0; n<sectors_by_rows; n++) {
 971     if (!t->GetEvent(n)) continue;
 972     Bin *bins=new Bin[MAXY*MAXZ];
 973     AliTPCdigit *dig=(AliTPCdigit*)fDigits->UncheckedAt(0);
 974     int sec=dig->fSector, row=dig->fPadRow;
 975     int ndigits=fDigits->GetEntriesFast();
 976
 977     int npads, sign;
 978     {
 979        int nis=par->GetNInnerSector(), nos=par->GetNOuterSector();
 980        if (sec < nis) {
 981           npads = par->GetNPadsLow(row);
 982           sign = (sec < nis/2) ? 1 : -1;
 983        } else {
 984           npads = par->GetNPadsUp(row);
 985           sign = ((sec-nis) < nos/2) ? 1 : -1;
 986        }
 987     }
 988
 989     int ndig;
 990     for (ndig=0; ndig<ndigits; ndig++) {
 991       dig=(AliTPCdigit*)fDigits->UncheckedAt(ndig);
 992       int i=dig->fPad+1, j=dig->fTime+1;
 993       if (i > npads) {
 994          cerr<<"AliTPC::Digits2Clusters error: pad number is out of range ! ";
 995          cerr<<i<<' '<<npads<<endl;
 996          continue;
 997       }
 998       if (j > MAXTBKT) {
 999          cerr<<"AliTPC::Digits2Clusters error: time bucket is out of range ! ";
1000          cerr<<j<<' '<<MAXTBKT<<endl;
1001          continue;
1002       }
1003       if (dig->fSignal >= THRESHOLD) bins[i*MAXZ+j].dig=dig;
1004       if (i==1 || i==npads || j==1 || j==MAXTBKT) dig->fSignal*=-1;
1005     }
1006
1007     int ncl=0;
1008     int i,j;
1009
1010     for (i=1; i<MAXY-1; i++) {
1011       for (j=1; j<MAXZ-1; j++) {
1012         if (bins[i*MAXZ+j].dig == 0) continue;
1013         PreCluster c; c.summit=bins[i*MAXZ+j].dig; c.idx=ncls;
1014         FindPreCluster(i, j, MAXZ, bins, c);
1015         c.fY /= c.fQ;
1016         c.fZ /= c.fQ;
1017
1018         double s2 = c.fSigmaY2/c.fQ - c.fY*c.fY;
1019         c.fSigmaY2 = s2 + 1./12.;
1020         c.fSigmaY2 *= par->GetPadPitchWidth()*par->GetPadPitchWidth();
1021         if (s2 != 0.) c.fSigmaY2 *= 0.17;
1022
1023         s2 = c.fSigmaZ2/c.fQ - c.fZ*c.fZ;
1024         c.fSigmaZ2 = s2 + 1./12.;
1025         c.fSigmaZ2 *= par->GetZWidth()*par->GetZWidth();
1026         if (s2 != 0.) c.fSigmaZ2 *= 0.41;
1027
1028         c.fY = (c.fY - 0.5 - 0.5*npads)*par->GetPadPitchWidth();
1029         c.fZ = par->GetZWidth()*c.fZ;
1030         c.fZ -= 3.*par->GetZSigma(); // PASA delay
1031         c.fZ = sign*(z_end - c.fZ);
1032
1033         c.fSector=sec;
1034         c.fPadRow=row;
1035         c.fTracks[0]=c.summit->fTracks[0];
1036         c.fTracks[1]=c.summit->fTracks[1];
1037         c.fTracks[2]=c.summit->fTracks[2];
1038
1039         if (c.summit->fSignal<0) {
1040           c.fSigmaY2 *= 25.;
1041           c.fSigmaZ2 *= 4.;
1042         }
1043
1044         AddCluster(c); ncls++; ncl++;
1045       }
1046     }
1047
1048     for (ndig=0; ndig<ndigits; ndig++) {
1049       dig=(AliTPCdigit*)fDigits->UncheckedAt(ndig);
1050       int i=dig->fPad+1, j=dig->fTime+1;
1051       if (i > npads) {
1052          cerr<<"AliTPC::Digits2Clusters error: pad number is out of range ! ";
1053          cerr<<i<<' '<<npads<<endl;
1054          continue;
1055       }
1056       if (j > MAXTBKT) {
1057          cerr<<"AliTPC::Digits2Clusters error: time bucket is out of range ! ";
1058          cerr<<j<<' '<<MAXTBKT<<endl;
1059          continue;
1060       }
1061       if (TMath::Abs(dig->fSignal)>=par->GetZeroSup()) bins[i*MAXZ+j].dig=dig;
1062     }
1063
1064     for (i=1; i<MAXY-1; i++) {
1065       for (j=1; j<MAXZ-1; j++) {
1066         if (bins[i*MAXZ+j].dig == 0) continue;
1067         PreCluster c; c.summit=bins[i*MAXZ+j].dig; c.idx=ncls;
1068         FindPreCluster(i, j, MAXZ, bins, c);
1069         if (c.ndigits < 2) continue; //noise cluster
1070         if (c.npeaks>1) continue;    //overlapped cluster
1071         c.fY /= c.fQ;
1072         c.fZ /= c.fQ;
1073
1074         double s2 = c.fSigmaY2/c.fQ - c.fY*c.fY;
1075         c.fSigmaY2 = s2 + 1./12.;
1076         c.fSigmaY2 *= par->GetPadPitchWidth()*par->GetPadPitchWidth();
1077         if (s2 != 0.) c.fSigmaY2 *= 0.04;
1078
1079         s2 = c.fSigmaZ2/c.fQ - c.fZ*c.fZ;
1080         c.fSigmaZ2 = s2 + 1./12.;
1081         c.fSigmaZ2 *= par->GetZWidth()*par->GetZWidth();
1082         if (s2 != 0.) c.fSigmaZ2 *= 0.10;
1083
1084         c.fY = (c.fY - 0.5 - 0.5*npads)*par->GetPadPitchWidth();
1085         c.fZ = par->GetZWidth()*c.fZ;
1086         c.fZ -= 3.*par->GetZSigma(); // PASA delay
1087         c.fZ = sign*(z_end - c.fZ);
1088
1089         c.fSector=sec;
1090         c.fPadRow=row;
1091         c.fTracks[0]=c.summit->fTracks[0];
1092         c.fTracks[1]=c.summit->fTracks[1];
1093         c.fTracks[2]=c.summit->fTracks[2];
1094
1095         if (c.summit->fSignal<0) {
1096           c.fSigmaY2 *= 25.;
1097           c.fSigmaZ2 *= 4.;
1098         }
1099
1100         if (c.npeaks==0) {AddCluster(c); ncls++; ncl++;}
1101         else {
1102           new ((*fClusters)[c.idx]) AliTPCcluster(c);
1103         }
1104       }
1105     }
1106
1107     cerr<<"sector, row, digits, clusters: "
1108         <<sec<<' '<<row<<' '<<ndigits<<' '<<ncl<<"                  \r";
1109
1110     fDigits->Clear();
1111
1112     delete[] bins;
1113   }
1114 }
1115
1116 //_____________________________________________________________________________
1117 void AliTPC::ElDiff(Float_t *xyz)
1118 {
1119   //--------------------------------------------------
1120   // calculates the diffusion of a single electron
1121   //--------------------------------------------------
1122
1123   //-----------------------------------------------------------------
1124   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1125   //-----------------------------------------------------------------
1126   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1127   Float_t driftl;
1128
1129   Float_t z0=xyz[2];
1130
1131   driftl=z_end-TMath::Abs(xyz[2]);
1132
1133   if(driftl<0.01) driftl=0.01;
1134
1135   // check the attachment
1136
1137   driftl=TMath::Sqrt(driftl);
1138
1139   //  Float_t sig_t = driftl*diff_t;
1140   //Float_t sig_l = driftl*diff_l;
1141   Float_t sig_t = driftl*fTPCParam->GetDiffT();
1142   Float_t sig_l = driftl*fTPCParam->GetDiffL();
1143   xyz[0]=gRandom->Gaus(xyz[0],sig_t);
1144   xyz[1]=gRandom->Gaus(xyz[1],sig_t);
1145   xyz[2]=gRandom->Gaus(xyz[2],sig_l);
1146
1147   if (TMath::Abs(xyz[2])>z_end){
1148     xyz[2]=TMath::Sign(z_end,z0);
1149   }
1150   if(xyz[2]*z0 < 0.){
1151     Float_t eps = 0.0001;
1152     xyz[2]=TMath::Sign(eps,z0);
1153   }
1154 }
1155
1156 //_____________________________________________________________________________
1157 void AliTPC::Hits2Clusters()
1158 {
1159   //--------------------------------------------------------
1160   // TPC simple cluster generator from hits
1161   // obtained from the TPC Fast Simulator
1162   // The point errors are taken from the parametrization
1163   //--------------------------------------------------------
1164
1165   //-----------------------------------------------------------------
1166   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1167   //-----------------------------------------------------------------
1168
1169   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1170   Float_t sigma_rphi,sigma_z,cl_rphi,cl_z;
1171   //
1172   TParticle *particle; // pointer to a given particle
1173   AliTPChit *tpcHit; // pointer to a sigle TPC hit
1174   TClonesArray *Particles; //pointer to the particle list
1175   Int_t sector,nhits;
1176   Int_t ipart;
1177   Float_t xyz[5];
1178   Float_t pl,pt,tanth,rpad,ratio;
1179   Float_t cph,sph;
1180
1181   //---------------------------------------------------------------
1182   //  Get the access to the tracks
1183   //---------------------------------------------------------------
1184
1185   TTree *TH = gAlice->TreeH();
1186   Stat_t ntracks = TH->GetEntries();
1187   Particles=gAlice->Particles();
1188
1189   //------------------------------------------------------------
1190   // Loop over all sectors (72 sectors)
1191   // Sectors 0-35 are lower sectors, 0-17 z>0, 18-35 z<0
1192   // Sectors 36-71 are upper sectors, 36-53 z>0, 54-71 z<0
1193   //
1194   // First cluster for sector 0 starts at "0"
1195   //------------------------------------------------------------
1196
1197
1198   //
1199   int Nsectors=fDigParam->GetParam().GetNSector();
1200   for(Int_t isec=0; isec<Nsectors; isec++){
1201     //MI change
1202     fTPCParam->AdjustAngles(isec,cph,sph);
1203
1204     //------------------------------------------------------------
1205     // Loop over tracks
1206     //------------------------------------------------------------
1207
1208     for(Int_t track=0;track<ntracks;track++){
1209       ResetHits();
1210       TH->GetEvent(track);
1211       //
1212       //  Get number of the TPC hits and a pointer
1213       //  to the particles
1214       //
1215       nhits=fHits->GetEntriesFast();
1216       //
1217       // Loop over hits
1218       //
1219       for(Int_t hit=0;hit<nhits;hit++){
1220         tpcHit=(AliTPChit*)fHits->UncheckedAt(hit);
1221         sector=tpcHit->fSector; // sector number
1222         if(sector != isec) continue; //terminate iteration
1223         ipart=tpcHit->fTrack;
1224         particle=(TParticle*)Particles->UncheckedAt(ipart);
1225         pl=particle->Pz();
1226         pt=particle->Pt();
1227         if(pt < 1.e-9) pt=1.e-9;
1228         tanth=pl/pt;
1229         tanth = TMath::Abs(tanth);
1230         rpad=TMath::Sqrt(tpcHit->fX*tpcHit->fX + tpcHit->fY*tpcHit->fY);
1231         ratio=0.001*rpad/pt; // pt must be in MeV/c - historical reason
1232
1233         //   space-point resolutions
1234
1235         sigma_rphi=SigmaY2(rpad,tanth,pt);
1236         sigma_z   =SigmaZ2(rpad,tanth   );
1237
1238         //   cluster widths
1239
1240         cl_rphi=ac_rphi-bc_rphi*rpad*tanth+cc_rphi*ratio*ratio;
1241         cl_z=ac_z-bc_z*rpad*tanth+cc_z*tanth*tanth;
1242
1243         // temporary protection
1244
1245         if(sigma_rphi < 0.) sigma_rphi=0.4e-3;
1246         if(sigma_z < 0.) sigma_z=0.4e-3;
1247         if(cl_rphi < 0.) cl_rphi=2.5e-3;
1248         if(cl_z < 0.) cl_z=2.5e-5;
1249
1250         //
1251         // smearing --> rotate sectors firstly,
1252         // then the inaccuracy in a X-Y plane is only along Y (pad row)!
1253         //
1254         Float_t xprim= tpcHit->fX*cph + tpcHit->fY*sph;
1255         Float_t yprim=-tpcHit->fX*sph + tpcHit->fY*cph;
1256         xyz[0]=gRandom->Gaus(yprim,TMath::Sqrt(sigma_rphi));   // y
1257         Double_t alpha=(sector < fTPCParam->GetNInnerSector()) ?
1258         fTPCParam->GetInnerAngle() : fTPCParam->GetOuterAngle();
1259         if (TMath::Abs(xyz[0]/xprim) > TMath::Tan(0.5*alpha)) xyz[0]=yprim;
1260         xyz[1]=gRandom->Gaus(tpcHit->fZ,TMath::Sqrt(sigma_z)); // z
1261         if (TMath::Abs(xyz[1]) > 250) xyz[1]=tpcHit->fZ;
1262         xyz[2]=tpcHit->fQ+1;// q; let it be not equal to zero (Y.Belikov)
1263         xyz[3]=sigma_rphi;                                     // fSigmaY2
1264         xyz[4]=sigma_z;                                        // fSigmaZ2
1265
1266         // and finally add the cluster
1267         Int_t tracks[5]={tpcHit->fTrack, -1, -1, sector, tpcHit->fPadRow};
1268         AddCluster(xyz,tracks);
1269
1270       } // end of loop over hits
1271     }   // end of loop over tracks
1272
1273
1274   } // end of loop over sectors
1275
1276
1277 }
1278
1279
1280 void AliTPC::Hits2Digits()
1281 {
1282
1283  //----------------------------------------------------
1284   // Loop over all sectors (72 sectors)
1285   // Sectors 0-35 are lower sectors, 0-17 z>0, 18-35 z<0
1286   // Sectors 36-71 are upper sectors, 36-53 z>0, 54-71 z<0
1287   //----
1288   int Nsectors=fDigParam->GetParam().GetNSector();
1289   for(Int_t isec=0;isec<Nsectors;isec++)  Hits2DigitsSector(isec);
1290 }
1291
1292
1293 //_____________________________________________________________________________
1294 void AliTPC::Hits2DigitsSector(Int_t isec)
1295 {
1296   //-------------------------------------------------------------------
1297   // TPC conversion from hits to digits.
1298   //-------------------------------------------------------------------
1299
1300   //-----------------------------------------------------------------
1301   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1302   //-----------------------------------------------------------------
1303
1304   //-------------------------------------------------------
1305   //  Get the access to the track hits
1306   //-------------------------------------------------------
1307
1308   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1309   TTree *TH = gAlice->TreeH(); // pointer to the hits tree
1310   Stat_t ntracks = TH->GetEntries();
1311
1312   if( ntracks > 0){
1313
1314   //-------------------------------------------
1315   //  Only if there are any tracks...
1316   //-------------------------------------------
1317
1318
1319     // TObjArrays for three neighouring pad-rows
1320
1321     TObjArray **rowTriplet = new TObjArray* [3];
1322
1323     // TObjArray-s for each pad-row
1324
1325     TObjArray **row;
1326
1327     for (Int_t trip=0;trip<3;trip++){
1328       rowTriplet[trip]=new TObjArray;
1329     }
1330
1331
1332
1333       printf("*** Processing sector number %d ***\n",isec);
1334
1335       Int_t nrows =fTPCParam->GetNRow(isec);
1336
1337       row= new TObjArray* [nrows];
1338
1339       MakeSector(isec,nrows,TH,ntracks,row);
1340
1341       //--------------------------------------------------------
1342       //   Digitize this sector, row by row
1343       //   row[i] is the pointer to the TObjArray of TVectors,
1344       //   each one containing electrons accepted on this
1345       //   row, assigned into tracks
1346       //--------------------------------------------------------
1347
1348       Int_t i;
1349
1350       for (i=0;i<nrows;i++){
1351
1352         // Triplets for i = 0 and i=1 are identical!
1353         // The same for i = nrows-1 and nrows!
1354
1355         if(i != 1 && i != nrows-1){
1356            MakeTriplet(i,rowTriplet,row);
1357          }
1358
1359             DigitizeRow(i,isec,rowTriplet);
1360
1361             fDigParam->Fill();
1362
1363             Int_t ndig=fDigParam->GetArray()->GetEntriesFast();
1364
1365             printf("*** Sector, row, digits %d %d %d ***\n",isec,i,ndig);
1366
1367             ResetDigits(); // reset digits for this row after storing them
1368
1369        } // end of the sector digitization
1370
1371        // delete the last triplet
1372
1373        for (i=0;i<3;i++) rowTriplet[i]->Delete();
1374
1375        delete [] row; // delete the array of pointers to TObjArray-s
1376
1377   } // ntracks >0
1378 } // end of Hits2Digits
1379 //_____________________________________________________________________________
1380 void AliTPC::MakeTriplet(Int_t row,
1381                          TObjArray **rowTriplet, TObjArray **prow)
1382 {
1383   //------------------------------------------------------------------
1384   //  Makes the "triplet" of the neighbouring pad-row for the
1385   //  digitization including the cross-talk between the pad-rows
1386   //------------------------------------------------------------------
1387
1388   //-----------------------------------------------------------------
1389   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1390   //-----------------------------------------------------------------
1391
1392   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1393   Float_t gasgain = fTPCParam->GetGasGain();
1394   Int_t nTracks[3];
1395
1396   Int_t nElements,nElectrons;
1397
1398   TVector *pv;
1399   TVector *tv;
1400
1401   //-------------------------------------------------------------------
1402   // pv is an "old" track, i.e. label + triplets of (x,y,z)
1403   // for each electron
1404   //
1405   //-------------------------------------------------------------------
1406
1407
1408   Int_t i1,i2;
1409   Int_t nel,nt;
1410
1411   if(row == 0 || row == 1){
1412
1413   // create entire triplet for the first AND the second row
1414
1415     nTracks[0] = prow[0]->GetEntries();
1416     nTracks[1] = prow[1]->GetEntries();
1417     nTracks[2] = prow[2]->GetEntries();
1418
1419     for(i1=0;i1<3;i1++){
1420       nt = nTracks[i1]; // number of tracks for this row
1421
1422       for(i2=0;i2<nt;i2++){
1423         pv = (TVector*)prow[i1]->At(i2);
1424         TVector &v1 = *pv;
1425         nElements = pv->GetNrows();
1426         nElectrons = (nElements-1)/3;
1427
1428         tv = new TVector(4*nElectrons+1); // create TVector for a modified track
1429         TVector &v2 = *tv;
1430         v2(0)=v1(0); //track label
1431
1432         for(nel=0;nel<nElectrons;nel++){
1433           Int_t idx1 = nel*3;
1434           Int_t idx2 = nel*4;
1435           // Avalanche, including fluctuations
1436           Int_t aval = (Int_t) (-gasgain*TMath::Log(gRandom->Rndm()));
1437           v2(idx2+1)= v1(idx1+1);
1438           v2(idx2+2)= v1(idx1+2);
1439           v2(idx2+3)= v1(idx1+3);
1440           v2(idx2+4)= (Float_t)aval; // in number of electrons!
1441         } // end of loop over electrons
1442         //
1443         //  Add this track to a row
1444         //
1445
1446         rowTriplet[i1]->Add(tv);
1447
1448
1449       } // end of loop over tracks for this row
1450
1451       prow[i1]->Delete(); // remove "old" tracks
1452       delete prow[i1]; // delete  TObjArray for this row
1453       prow[i1]=0; // set pointer to NULL
1454
1455     } // end of loop over row triplets
1456
1457
1458   }
1459   else{
1460
1461     rowTriplet[0]->Delete(); // remove old lower row
1462
1463     nTracks[0]=rowTriplet[1]->GetEntries(); // previous middle row
1464     nTracks[1]=rowTriplet[2]->GetEntries(); // previous upper row
1465     nTracks[2]=prow[row+1]->GetEntries(); // next row
1466
1467
1468     //-------------------------------------------
1469     //  shift new tracks downwards
1470     //-------------------------------------------
1471
1472     for(i1=0;i1<nTracks[0];i1++){
1473       pv=(TVector*)rowTriplet[1]->At(i1);
1474       rowTriplet[0]->Add(pv);
1475     }
1476
1477     rowTriplet[1]->Clear(); // leave tracks on the heap!!!
1478
1479     for(i1=0;i1<nTracks[1];i1++){
1480       pv=(TVector*)rowTriplet[2]->At(i1);
1481       rowTriplet[1]->Add(pv);
1482     }
1483
1484     rowTriplet[2]->Clear(); // leave tracks on the heap!!!
1485
1486     //---------------------------------------------
1487     //  Create new upper row
1488     //---------------------------------------------
1489
1490
1491
1492     for(i1=0;i1<nTracks[2];i1++){
1493         pv = (TVector*)prow[row+1]->At(i1);
1494         TVector &v1 = *pv;
1495         nElements = pv->GetNrows();
1496         nElectrons = (nElements-1)/3;
1497
1498         tv = new TVector(4*nElectrons+1); // create TVector for a modified track
1499         TVector &v2 = *tv;
1500         v2(0)=v1(0); //track label
1501
1502         for(nel=0;nel<nElectrons;nel++){
1503
1504           Int_t idx1 = nel*3;
1505           Int_t idx2 = nel*4;
1506           // Avalanche, including fluctuations
1507           Int_t aval = (Int_t)
1508             (-gasgain*TMath::Log(gRandom->Rndm()));
1509
1510           v2(idx2+1)= v1(idx1+1);
1511           v2(idx2+2)= v1(idx1+2);
1512           v2(idx2+3)= v1(idx1+3);
1513           v2(idx2+4)= (Float_t)aval; // in number of electrons!
1514         } // end of loop over electrons
1515
1516           rowTriplet[2]->Add(tv);
1517
1518     } // end of loop over tracks
1519
1520     prow[row+1]->Delete(); // delete tracks for this row
1521     delete prow[row+1];  // delete TObjArray for this row
1522     prow[row+1]=0; // set a pointer to NULL
1523
1524   }
1525
1526 }  // end of MakeTriplet
1527 //_____________________________________________________________________________
1528 void AliTPC::ExB(Float_t *xyz)
1529 {
1530   //------------------------------------------------
1531   //  ExB at the wires and wire number calulation
1532   //------------------------------------------------
1533
1534   //-----------------------------------------------------------------
1535   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1536   //-----------------------------------------------------------------
1537    AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1538
1539    Float_t x1=xyz[0];
1540    fTPCParam->GetWire(x1);        //calculate nearest wire position
1541    Float_t dx=xyz[0]-x1;
1542    xyz[1]+=dx*fTPCParam->GetOmegaTau();
1543
1544 } // end of ExB
1545 //_____________________________________________________________________________
1546 void AliTPC::DigitizeRow(Int_t irow,Int_t isec,TObjArray **rowTriplet)
1547 {
1548   //-----------------------------------------------------------
1549   // Single row digitization, coupling from the neighbouring
1550   // rows taken into account
1551   //-----------------------------------------------------------
1552
1553   //-----------------------------------------------------------------
1554   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1555   //-----------------------------------------------------------------
1556
1557
1558   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1559   Float_t chipgain= fTPCParam->GetChipGain();
1560   Float_t zerosup = fTPCParam->GetZeroSup();
1561   Int_t nrows =fTPCParam->GetNRow(isec);
1562   const int MAXTBKT=
1563   int((z_end+6*fTPCParam->GetZSigma())/fTPCParam->GetZWidth())+1;
1564
1565   Int_t nTracks[3];
1566   Int_t n_of_pads[3];
1567   Int_t IndexRange[4];
1568   Int_t i1;
1569   Int_t iFlag;
1570
1571   //
1572   // iFlag = 0 -> inner row, iFlag = 1 -> the middle one, iFlag = 2 -> the outer one
1573   //
1574
1575   nTracks[0]=rowTriplet[0]->GetEntries(); // lower row
1576   nTracks[1]=rowTriplet[1]->GetEntries(); // middle row
1577   nTracks[2]=rowTriplet[2]->GetEntries(); // upper row
1578
1579
1580   if(irow == 0){
1581     iFlag=0;
1582     n_of_pads[0]=fTPCParam->GetNPads(isec,0);
1583     n_of_pads[1]=fTPCParam->GetNPads(isec,1);
1584   }
1585   else if(irow == nrows-1){
1586      iFlag=2;
1587      n_of_pads[1]=fTPCParam->GetNPads(isec,irow-1);
1588      n_of_pads[2]=fTPCParam->GetNPads(isec,irow);
1589   }
1590   else {
1591     iFlag=1;
1592     for(i1=0;i1<3;i1++){
1593        n_of_pads[i1]=fTPCParam->GetNPads(isec,irow-1+i1);
1594     }
1595   }
1596
1597   //
1598   //  Integrated signal for this row
1599   //  and a single track signal
1600   //
1601
1602   TMatrix *m1   = new TMatrix(0,n_of_pads[iFlag]-1,0,MAXTBKT-1); // integrated
1603   TMatrix *m2   = new TMatrix(0,n_of_pads[iFlag]-1,0,MAXTBKT-1); // single
1604
1605   //
1606
1607   TMatrix &Total  = *m1;
1608
1609   //  Array of pointers to the label-signal list
1610
1611   Int_t NofDigits = n_of_pads[iFlag]*MAXTBKT; // number of digits for this row
1612
1613   Float_t  **pList = new Float_t* [NofDigits];
1614
1615   Int_t lp;
1616
1617   for(lp=0;lp<NofDigits;lp++)pList[lp]=0; // set all pointers to NULL
1618
1619   //
1620   //  Straight signal and cross-talk, cross-talk is integrated over all
1621   //  tracks and added to the signal at the very end
1622   //
1623
1624
1625   for (i1=0;i1<nTracks[iFlag];i1++){
1626
1627     m2->Zero(); // clear single track signal matrix
1628
1629     Float_t TrackLabel =
1630       GetSignal(rowTriplet[iFlag],i1,n_of_pads[iFlag],m2,m1,IndexRange);
1631
1632     GetList(TrackLabel,n_of_pads[iFlag],m2,IndexRange,pList);
1633
1634   }
1635
1636   //
1637   //  Cross talk from the neighbouring pad-rows
1638   //
1639
1640   TMatrix *m3 =  new TMatrix(0,n_of_pads[iFlag]-1,0,MAXTBKT-1); // cross-talk
1641
1642   TMatrix &Cross = *m3;
1643
1644   if(iFlag == 0){
1645
1646     // cross-talk from the outer row only (first pad row)
1647
1648     GetCrossTalk(0,rowTriplet[1],nTracks[1],n_of_pads,m3);
1649
1650   }
1651   else if(iFlag == 2){
1652
1653     // cross-talk from the inner row only (last pad row)
1654
1655     GetCrossTalk(2,rowTriplet[1],nTracks[1],n_of_pads,m3);
1656
1657   }
1658   else{
1659
1660     // cross-talk from both inner and outer rows
1661
1662     GetCrossTalk(3,rowTriplet[0],nTracks[0],n_of_pads,m3); // inner
1663     GetCrossTalk(4,rowTriplet[2],nTracks[2],n_of_pads,m3); //outer
1664   }
1665
1666   Total += Cross; // add the cross-talk
1667
1668   //
1669   //  Convert analog signal to ADC counts
1670   //
1671
1672   Int_t tracks[3];
1673   Int_t digits[5];
1674
1675
1676   for(Int_t ip=0;ip<n_of_pads[iFlag];ip++){
1677     for(Int_t it=0;it<MAXTBKT;it++){
1678
1679       Float_t q = Total(ip,it);
1680
1681       Int_t gi =it*n_of_pads[iFlag]+ip; // global index
1682
1683       q = gRandom->Gaus(q,fTPCParam->GetNoise()); // apply noise
1684       q *= (q_el*1.e15); // convert to fC
1685       q *= chipgain; // convert to mV
1686       q *= (adc_sat/dyn_range); // convert to ADC counts
1687
1688       if(q <zerosup) continue; // do not fill zeros
1689       if(q > adc_sat) q = adc_sat;  // saturation
1690
1691       //
1692       //  "real" signal or electronic noise (list = -1)?
1693       //
1694
1695       for(Int_t j1=0;j1<3;j1++){
1696         tracks[j1] = (pList[gi]) ?(Int_t)(*(pList[gi]+j1)) : -1;
1697       }
1698
1699       digits[0]=isec;
1700       digits[1]=irow;
1701       digits[2]=ip;
1702       digits[3]=it;
1703       digits[4]= (Int_t)q;
1704
1705       //  Add this digit
1706
1707       AddDigit(tracks,digits);
1708
1709     } // end of loop over time buckets
1710   }  // end of lop over pads
1711
1712   //
1713   //  This row has been digitized, delete nonused stuff
1714   //
1715
1716   for(lp=0;lp<NofDigits;lp++){
1717     if(pList[lp]) delete [] pList[lp];
1718   }
1719
1720   delete [] pList;
1721
1722   delete m1;
1723   delete m2;
1724   delete m3;
1725
1726 } // end of DigitizeRow
1727 //_____________________________________________________________________________
1728 Float_t AliTPC::GetSignal(TObjArray *p1, Int_t ntr, Int_t np, TMatrix *m1, TMatrix *m2,
1729                           Int_t *IndexRange)
1730 {
1731
1732   //---------------------------------------------------------------
1733   //  Calculates 2-D signal (pad,time) for a single track,
1734   //  returns a pointer to the signal matrix and the track label
1735   //  No digitization is performed at this level!!!
1736   //---------------------------------------------------------------
1737
1738   //-----------------------------------------------------------------
1739   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1740   //-----------------------------------------------------------------
1741
1742   TVector *tv;
1743   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1744   AliTPCPRF2D * fPRF2D = &(fDigParam->GetPRF2D());
1745   AliTPCRF1D  * fRF    = &(fDigParam->GetRF());
1746   const int MAXTBKT=
1747   int((z_end+6*fTPCParam->GetZSigma())/fTPCParam->GetZWidth())+1;
1748
1749   //to make the code faster we put parameters  to the stack
1750
1751   Float_t zwidth  = fTPCParam->GetZWidth();
1752   Float_t zwidthm1  =1./zwidth;
1753
1754   tv = (TVector*)p1->At(ntr); // pointer to a track
1755   TVector &v = *tv;
1756
1757   Float_t label = v(0);
1758
1759   Int_t CentralPad = (np-1)/2;
1760   Int_t PadNumber;
1761   Int_t nElectrons = (tv->GetNrows()-1)/4;
1762   Float_t range=((np-1)/2 + 0.5)*fTPCParam->GetPadPitchWidth(); // pad range
1763
1764   range -= 0.5; // dead zone, 5mm from the edge, according to H.G. Fischer
1765
1766   Float_t IneffFactor = 0.5; // inefficiency in the gain close to the edge, as above
1767
1768
1769   Float_t PadSignal[7]; // signal from a single electron
1770
1771   TMatrix &signal = *m1;
1772   TMatrix &total = *m2;
1773
1774
1775   IndexRange[0]=9999; // min pad
1776   IndexRange[1]=-1; // max pad
1777   IndexRange[2]=9999; //min time
1778   IndexRange[3]=-1; // max time
1779
1780   //
1781   //  Loop over all electrons
1782   //
1783
1784   for(Int_t nel=0; nel<nElectrons; nel++){
1785    Int_t idx=nel*4;
1786    Float_t xwire = v(idx+1);
1787    Float_t y = v(idx+2);
1788    Float_t z = v(idx+3);
1789
1790
1791    Float_t absy=TMath::Abs(y);
1792
1793    if(absy < 0.5*fTPCParam->GetPadPitchWidth()){
1794      PadNumber=CentralPad;
1795    }
1796    else if (absy < range){
1797      PadNumber=(Int_t) ((absy-0.5*fTPCParam->GetPadPitchWidth())/fTPCParam->GetPadPitchWidth()+1.);
1798      PadNumber=(Int_t) (TMath::Sign((Float_t)PadNumber, y)+CentralPad);
1799    }
1800    else continue; // electron out of pad-range , lost at the sector edge
1801
1802    Float_t aval = (absy<range-0.5) ? v(idx+4):v(idx+4)*IneffFactor;
1803
1804
1805    Float_t dist = y - (Float_t)(PadNumber-CentralPad)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
1806    for (Int_t i=0;i<7;i++){
1807      PadSignal[i]=fPRF2D->GetPRF(-dist+(i-3)*fTPCParam->GetPadPitchWidth(),xwire)*aval;
1808      PadSignal[i] *= fTPCParam->GetPadCoupling();
1809    }
1810
1811    Int_t  LeftPad = TMath::Max(0,PadNumber-3);
1812    Int_t  RightPad = TMath::Min(np-1,PadNumber+3);
1813
1814    Int_t pmin=LeftPad-PadNumber+3; // lower index of the pad_signal vector
1815    Int_t pmax=RightPad-PadNumber+3; // upper index
1816
1817    Float_t z_drift = z*zwidthm1;
1818    Float_t z_offset = z_drift-(Int_t)z_drift;
1819
1820    Int_t FirstBucket = (Int_t)z_drift; // numbering starts from "0"
1821
1822
1823    // loop over time bins (4 bins is enough - 3 sigma truncated Gaussian)
1824
1825    for (Int_t i2=0;i2<4;i2++){
1826      Int_t TrueTime = FirstBucket+i2; // current time bucket
1827      Float_t dz   = (Float_t(i2)+1.-z_offset)*zwidth;
1828      Float_t ampl = fRF->GetRF(dz);
1829      if( (TrueTime>MAXTBKT-1) ) break; // beyond the time range
1830
1831      IndexRange[2]=TMath::Min(IndexRange[2],TrueTime); // min time
1832      IndexRange[3]=TMath::Max(IndexRange[3],TrueTime); // max time
1833
1834      // loop over pads, from pmin to pmax
1835      for(Int_t i3=pmin;i3<=pmax;i3++){
1836        Int_t TruePad = LeftPad+i3-pmin;
1837        IndexRange[0]=TMath::Min(IndexRange[0],TruePad); // min pad
1838        IndexRange[1]=TMath::Max(IndexRange[1],TruePad); // max pad
1839        signal(TruePad,TrueTime)+=(PadSignal[i3]*ampl); // not converted to charge!!!
1840        total(TruePad,TrueTime)+=(PadSignal[i3]*ampl); // not converted to charge!!!
1841      } // end of pads loop
1842    }  // end of time loop
1843   } // end of loop over electrons
1844
1845   return label; // returns track label when finished
1846 }
1847
1848 //_____________________________________________________________________________
1849 void AliTPC::GetList(Float_t label,Int_t np,TMatrix *m,Int_t *IndexRange,
1850                      Float_t **pList)
1851 {
1852   //----------------------------------------------------------------------
1853   //  Updates the list of tracks contributing to digits for a given row
1854   //----------------------------------------------------------------------
1855
1856   //-----------------------------------------------------------------
1857   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1858   //-----------------------------------------------------------------
1859
1860   TMatrix &signal = *m;
1861
1862   // lop over nonzero digits
1863
1864   for(Int_t it=IndexRange[2];it<IndexRange[3]+1;it++){
1865     for(Int_t ip=IndexRange[0];ip<IndexRange[1]+1;ip++){
1866
1867
1868         Int_t GlobalIndex = it*np+ip; // GlobalIndex starts from 0!
1869
1870         if(!pList[GlobalIndex]){
1871
1872           //
1873           // Create new list (6 elements - 3 signals and 3 labels),
1874           // but only if the signal is > 0.
1875           //
1876
1877           if(signal(ip,it)>0.){
1878
1879           pList[GlobalIndex] = new Float_t [6];
1880
1881           // set list to -1
1882
1883           *pList[GlobalIndex] = -1.;
1884           *(pList[GlobalIndex]+1) = -1.;
1885           *(pList[GlobalIndex]+2) = -1.;
1886           *(pList[GlobalIndex]+3) = -1.;
1887           *(pList[GlobalIndex]+4) = -1.;
1888           *(pList[GlobalIndex]+5) = -1.;
1889
1890
1891           *pList[GlobalIndex] = label;
1892           *(pList[GlobalIndex]+3) = signal(ip,it);}
1893         }
1894         else{
1895
1896           // check the signal magnitude
1897
1898           Float_t highest = *(pList[GlobalIndex]+3);
1899           Float_t middle = *(pList[GlobalIndex]+4);
1900           Float_t lowest = *(pList[GlobalIndex]+5);
1901
1902           //
1903           //  compare the new signal with already existing list
1904           //
1905
1906           if(signal(ip,it)<lowest) continue; // neglect this track
1907
1908           //
1909
1910           if (signal(ip,it)>highest){
1911             *(pList[GlobalIndex]+5) = middle;
1912             *(pList[GlobalIndex]+4) = highest;
1913             *(pList[GlobalIndex]+3) = signal(ip,it);
1914
1915             *(pList[GlobalIndex]+2) = *(pList[GlobalIndex]+1);
1916             *(pList[GlobalIndex]+1) = *pList[GlobalIndex];
1917             *pList[GlobalIndex] = label;
1918           }
1919           else if (signal(ip,it)>middle){
1920             *(pList[GlobalIndex]+5) = middle;
1921             *(pList[GlobalIndex]+4) = signal(ip,it);
1922
1923             *(pList[GlobalIndex]+2) = *(pList[GlobalIndex]+1);
1924             *(pList[GlobalIndex]+1) = label;
1925           }
1926           else{
1927             *(pList[GlobalIndex]+5) = signal(ip,it);
1928             *(pList[GlobalIndex]+2) = label;
1929           }
1930         }
1931
1932     } // end of loop over pads
1933   } // end of loop over time bins
1934
1935
1936
1937
1938 }//end of GetList
1939 //___________________________________________________________________
1940 void AliTPC::MakeSector(Int_t isec,Int_t nrows,TTree *TH,
1941                         Stat_t ntracks,TObjArray **row)
1942 {
1943
1944   //-----------------------------------------------------------------
1945   // Prepares the sector digitization, creates the vectors of
1946   // tracks for each row of this sector. The track vector
1947   // contains the track label and the position of electrons.
1948   //-----------------------------------------------------------------
1949
1950   //-----------------------------------------------------------------
1951   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1952   //-----------------------------------------------------------------
1953
1954   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1955   Int_t i;
1956   Float_t xyz[3];
1957
1958   AliTPChit *tpcHit; // pointer to a sigle TPC hit
1959
1960   //----------------------------------------------
1961   // Create TObjArray-s, one for each row,
1962   // each TObjArray will store the TVectors
1963   // of electrons, one TVector per each track.
1964   //----------------------------------------------
1965
1966   for(i=0; i<nrows; i++){
1967     row[i] = new TObjArray;
1968   }
1969   Int_t *n_of_electrons = new Int_t [nrows]; // electron counter for each row
1970   TVector **tr = new TVector* [nrows]; //pointers to the track vectors
1971
1972   //--------------------------------------------------------------------
1973   //  Loop over tracks, the "track" contains the full history
1974   //--------------------------------------------------------------------
1975
1976   Int_t previousTrack,currentTrack;
1977   previousTrack = -1; // nothing to store so far!
1978
1979   for(Int_t track=0;track<ntracks;track++){
1980
1981     ResetHits();
1982
1983     TH->GetEvent(track); // get next track
1984     Int_t nhits = fHits->GetEntriesFast(); // get number of hits for this track
1985
1986     if(nhits == 0) continue; // no hits in the TPC for this track
1987
1988     //--------------------------------------------------------------
1989     //  Loop over hits
1990     //--------------------------------------------------------------
1991
1992     for(Int_t hit=0;hit<nhits;hit++){
1993
1994       tpcHit = (AliTPChit*)fHits->UncheckedAt(hit); // get a pointer to a hit
1995
1996       Int_t sector=tpcHit->fSector; // sector number
1997       if(sector != isec) continue; //terminate iteration
1998
1999         currentTrack = tpcHit->fTrack; // track number
2000         if(currentTrack != previousTrack){
2001
2002            // store already filled fTrack
2003
2004            for(i=0;i<nrows;i++){
2005              if(previousTrack != -1){
2006                if(n_of_electrons[i]>0){
2007                  TVector &v = *tr[i];
2008                  v(0) = previousTrack;
2009                  tr[i]->ResizeTo(3*n_of_electrons[i]+1); // shrink if necessary
2010                  row[i]->Add(tr[i]);
2011                }
2012                else{
2013                  delete tr[i]; // delete empty TVector
2014                  tr[i]=0;
2015                }
2016              }
2017
2018              n_of_electrons[i]=0;
2019              tr[i] = new TVector(361); // TVectors for the next fTrack
2020
2021            } // end of loop over rows
2022
2023            previousTrack=currentTrack; // update track label
2024         }
2025
2026         Int_t QI = (Int_t) (tpcHit->fQ); // energy loss (number of electrons)
2027
2028        //---------------------------------------------------
2029        //  Calculate the electron attachment probability
2030        //---------------------------------------------------
2031
2032         Float_t time = 1.e6*(z_end-TMath::Abs(tpcHit->fZ))/fTPCParam->GetDriftV();
2033         // in microseconds!
2034         Float_t AttProb = fTPCParam->GetAttCoef()*
2035           fTPCParam->GetOxyCont()*time; //  fraction!
2036
2037         //-----------------------------------------------
2038         //  Loop over electrons
2039         //-----------------------------------------------
2040
2041         for(Int_t nel=0;nel<QI;nel++){
2042           // skip if electron lost due to the attachment
2043           if((gRandom->Rndm(0)) < AttProb) continue; // electron lost!
2044           xyz[0]=tpcHit->fX;
2045           xyz[1]=tpcHit->fY;
2046           xyz[2]=tpcHit->fZ;
2047           ElDiff(xyz); // Appply the diffusion
2048           Int_t row_number;
2049           fTPCParam->XYZtoCRXYZ(xyz,isec,row_number,3);
2050
2051           //transform position to local coordinates
2052           //option 3 means that we calculate x position relative to
2053           //nearest pad row
2054
2055           if ((row_number<0)||row_number>=fTPCParam->GetNRow(isec)) continue;
2056           ExB(xyz); // ExB effect at the sense wires
2057           n_of_electrons[row_number]++;
2058           //----------------------------------
2059           // Expand vector if necessary
2060           //----------------------------------
2061           if(n_of_electrons[row_number]>120){
2062             Int_t range = tr[row_number]->GetNrows();
2063             if(n_of_electrons[row_number] > (range-1)/3){
2064               tr[row_number]->ResizeTo(range+150); // Add 50 electrons
2065             }
2066           }
2067
2068           TVector &v = *tr[row_number];
2069           Int_t idx = 3*n_of_electrons[row_number]-2;
2070
2071           v(idx)=  xyz[0];   // X
2072           v(idx+1)=xyz[1];   // Y (along the pad-row)
2073           v(idx+2)=xyz[2];   // Z
2074
2075         } // end of loop over electrons
2076
2077       } // end of loop over hits
2078     } // end of loop over tracks
2079
2080     //
2081     //   store remaining track (the last one) if not empty
2082     //
2083
2084      for(i=0;i<nrows;i++){
2085        if(n_of_electrons[i]>0){
2086           TVector &v = *tr[i];
2087           v(0) = previousTrack;
2088           tr[i]->ResizeTo(3*n_of_electrons[i]+1); // shrink if necessary
2089           row[i]->Add(tr[i]);
2090         }
2091         else{
2092           delete tr[i];
2093           tr[i]=0;
2094         }
2095       }
2096
2097           delete [] tr;
2098           delete [] n_of_electrons;
2099
2100 } // end of MakeSector
2101 //_____________________________________________________________________________
2102 void AliTPC::GetCrossTalk (Int_t iFlag,TObjArray *p,Int_t ntracks,Int_t *npads,
2103                            TMatrix *m)
2104 {
2105
2106   //-------------------------------------------------------------
2107   // Calculates the cross-talk from one row (inner or outer)
2108   //-------------------------------------------------------------
2109
2110   //-----------------------------------------------------------------
2111   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2112   //-----------------------------------------------------------------
2113
2114   //
2115   // iFlag=2 & 3 --> cross-talk from the inner row
2116   // iFlag=0 & 4 --> cross-talk from the outer row
2117   //
2118   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
2119   AliTPCPRF2D * fPRF2D = &(fDigParam->GetPRF2D());
2120   AliTPCRF1D  * fRF    = &(fDigParam->GetRF());
2121   const int MAXTBKT=
2122   int((z_end+6*fTPCParam->GetZSigma())/fTPCParam->GetZWidth())+1;
2123
2124   //to make code faster
2125
2126   Float_t zwidth  = fTPCParam->GetZWidth();
2127   Float_t zwidthm1  =1/fTPCParam->GetZWidth();
2128
2129  Int_t PadNumber;
2130  Float_t xwire;
2131
2132  Int_t nPadsSignal; // for this pads the signal is calculated
2133  Float_t range;     // sense wire range
2134  Int_t nPadsDiff;
2135
2136  Float_t IneffFactor=0.5; // gain inefficiency close to the edges
2137
2138  if(iFlag == 0){
2139    // 1-->0
2140    nPadsSignal = npads[1];
2141    range = ((npads[1]-1)/2 + 0.5)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
2142    nPadsDiff = (npads[1]-npads[0])/2;
2143  }
2144  else if (iFlag == 2){
2145    // 1-->2
2146    nPadsSignal = npads[2];
2147    range = ((npads[1]-1)/2 + 0.5)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
2148    nPadsDiff = 0;
2149  }
2150  else if (iFlag == 3){
2151    // 0-->1
2152    nPadsSignal = npads[1];
2153    range = ((npads[0]-1)/2 + 0.5)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
2154    nPadsDiff = 0;
2155  }
2156  else{
2157    // 2-->1
2158    nPadsSignal = npads[2];
2159    range = ((npads[2]-1)/2 + 0.5)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
2160    nPadsDiff = (npads[2]-npads[1])/2;
2161  }
2162
2163  range-=0.5; // dead zone close to the edges
2164
2165  TVector *tv;
2166  TMatrix &signal = *m;
2167
2168  Int_t CentralPad = (nPadsSignal-1)/2;
2169  Float_t PadSignal[7]; // signal from a single electron
2170  // Loop over tracks
2171  for(Int_t nt=0;nt<ntracks;nt++){
2172    tv=(TVector*)p->At(nt); // pointer to a track
2173    TVector &v = *tv;
2174    Int_t nElectrons = (tv->GetNrows()-1)/4;
2175    // Loop over electrons
2176    for(Int_t nel=0; nel<nElectrons; nel++){
2177      Int_t idx=nel*4;
2178      xwire=v(idx+1);
2179
2180      if (iFlag==0) xwire+=fTPCParam->GetPadPitchLength();
2181      if (iFlag==2)  xwire-=fTPCParam->GetPadPitchLength();
2182      if (iFlag==3)  xwire-=fTPCParam->GetPadPitchLength();
2183      if (iFlag==4)  xwire+=fTPCParam->GetPadPitchLength();
2184
2185      //  electron acceptance for the cross-talk (only the closest wire)
2186
2187      Float_t dxMax = fTPCParam->GetPadPitchLength()*0.5+fTPCParam->GetWWPitch();
2188      if(TMath::Abs(xwire)>dxMax) continue;
2189
2190      Float_t y = v(idx+2);
2191      Float_t z = v(idx+3);
2192      Float_t absy=TMath::Abs(y);
2193
2194      if(absy < 0.5*fTPCParam->GetPadPitchWidth()){
2195        PadNumber=CentralPad;
2196      }
2197      else if (absy < range){
2198        PadNumber=(Int_t) ((absy-0.5*fTPCParam->GetPadPitchWidth())/fTPCParam->GetPadPitchWidth() +1.);
2199        PadNumber=(Int_t) (TMath::Sign((Float_t)PadNumber, y)+CentralPad);
2200      }
2201      else continue; // electron out of sense wire range, lost at the sector edge
2202
2203      Float_t aval = (absy<range-0.5) ? v(idx+4):v(idx+4)*IneffFactor;
2204
2205      Float_t dist = y - (Float_t)(PadNumber-CentralPad)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
2206
2207      for (Int_t i=0;i<7;i++){
2208        PadSignal[i]=fPRF2D->GetPRF(-dist+(i-3)*fTPCParam->GetPadPitchWidth(),xwire)*aval;
2209
2210        PadSignal[i] *= fTPCParam->GetPadCoupling();
2211      }
2212      // real pad range
2213
2214      Int_t  LeftPad = TMath::Max(0,PadNumber-3);
2215      Int_t  RightPad = TMath::Min(nPadsSignal-1,PadNumber+3);
2216
2217      Int_t pmin=LeftPad-PadNumber+3; // lower index of the pad_signal vector
2218      Int_t pmax=RightPad-PadNumber+3; // upper index
2219
2220
2221      Float_t z_drift = z*zwidthm1;
2222      Float_t z_offset = z_drift-(Int_t)z_drift;
2223
2224      Int_t FirstBucket = (Int_t)z_drift; // numbering starts from "0"
2225
2226      for (Int_t i2=0;i2<4;i2++){
2227        Int_t TrueTime = FirstBucket+i2; // current time bucket
2228        Float_t dz   = (Float_t(i2)+1.- z_offset)*zwidth;
2229        Float_t ampl = fRF->GetRF(dz);
2230        if((TrueTime>MAXTBKT-1)) break; // beyond the time range
2231
2232
2233        // loop over pads, from pmin to pmax
2234
2235        for(Int_t i3=pmin;i3<pmax+1;i3++){
2236          Int_t TruePad = LeftPad+i3-pmin;
2237
2238          if(TruePad<nPadsDiff || TruePad > nPadsSignal-nPadsDiff-1) continue;
2239
2240          TruePad -= nPadsDiff;
2241          signal(TruePad,TrueTime)+=(PadSignal[i3]*ampl); // not converted to charge!
2242
2243        } // end of loop over pads
2244      } // end of loop over time bins
2245
2246    } // end of loop over electrons
2247
2248  } // end of loop over tracks
2249
2250 } // end of GetCrossTalk
2251
2252
2253
2254 //_____________________________________________________________________________
2255 void AliTPC::Init()
2256 {
2257   //
2258   // Initialise TPC detector after definition of geometry
2259   //
2260   Int_t i;
2261   //
2262   printf("\n");
2263   for(i=0;i<35;i++) printf("*");
2264   printf(" TPC_INIT ");
2265   for(i=0;i<35;i++) printf("*");
2266   printf("\n");
2267   //
2268   for(i=0;i<80;i++) printf("*");
2269   printf("\n");
2270 }
2271
2272 //_____________________________________________________________________________
2273 void AliTPC::MakeBranch(Option_t* option)
2274 {
2275   //
2276   // Create Tree branches for the TPC.
2277   //
2278   Int_t buffersize = 4000;
2279   char branchname[10];
2280   sprintf(branchname,"%s",GetName());
2281
2282   AliDetector::MakeBranch(option);
2283
2284   char *D = strstr(option,"D");
2285
2286   if (fDigits   && gAlice->TreeD() && D) {
2287     gAlice->TreeD()->Branch(branchname,&fDigits, buffersize);
2288     printf("Making Branch %s for digits\n",branchname);
2289   }
2290
2291   char *R = strstr(option,"R");
2292
2293   if (fClusters && gAlice->TreeR() && R) {
2294     gAlice->TreeR()->Branch(branchname,&fClusters, buffersize);
2295     printf("Making Branch %s for Clusters\n",branchname);
2296   }
2297 }
2298
2299 //_____________________________________________________________________________
2300 void AliTPC::ResetDigits()
2301 {
2302   //
2303   // Reset number of digits and the digits array for this detector
2304   // reset clusters
2305   //
2306   fNdigits   = 0;
2307   //  if (fDigits)   fDigits->Clear();
2308   if (fDigParam->GetArray()!=0)  fDigParam->GetArray()->Clear();
2309   fNclusters = 0;
2310   if (fClusters) fClusters->Clear();
2311 }
2312
2313 //_____________________________________________________________________________
2314 void AliTPC::SetSecAL(Int_t sec)
2315 {
2316   //---------------------------------------------------
2317   // Activate/deactivate selection for lower sectors
2318   //---------------------------------------------------
2319
2320   //-----------------------------------------------------------------
2321   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2322   //-----------------------------------------------------------------
2323
2324   fSecAL = sec;
2325 }
2326
2327 //_____________________________________________________________________________
2328 void AliTPC::SetSecAU(Int_t sec)
2329 {
2330   //----------------------------------------------------
2331   // Activate/deactivate selection for upper sectors
2332   //---------------------------------------------------
2333
2334   //-----------------------------------------------------------------
2335   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2336   //-----------------------------------------------------------------
2337
2338   fSecAU = sec;
2339 }
2340
2341 //_____________________________________________________________________________
2342 void AliTPC::SetSecLows(Int_t s1,Int_t s2,Int_t s3,Int_t s4,Int_t s5, Int_t s6)
2343 {
2344   //----------------------------------------
2345   // Select active lower sectors
2346   //----------------------------------------
2347
2348   //-----------------------------------------------------------------
2349   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2350   //-----------------------------------------------------------------
2351
2352   fSecLows[0] = s1;
2353   fSecLows[1] = s2;
2354   fSecLows[2] = s3;
2355   fSecLows[3] = s4;
2356   fSecLows[4] = s5;
2357   fSecLows[5] = s6;
2358 }
2359
2360 //_____________________________________________________________________________
2361 void AliTPC::SetSecUps(Int_t s1,Int_t s2,Int_t s3,Int_t s4,Int_t s5, Int_t s6,
2362                        Int_t s7, Int_t s8 ,Int_t s9 ,Int_t s10,
2363                        Int_t s11 , Int_t s12)
2364 {
2365   //--------------------------------
2366   // Select active upper sectors
2367   //--------------------------------
2368
2369   //-----------------------------------------------------------------
2370   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2371   //-----------------------------------------------------------------
2372
2373   fSecUps[0] = s1;
2374   fSecUps[1] = s2;
2375   fSecUps[2] = s3;
2376   fSecUps[3] = s4;
2377   fSecUps[4] = s5;
2378   fSecUps[5] = s6;
2379   fSecUps[6] = s7;
2380   fSecUps[7] = s8;
2381   fSecUps[8] = s9;
2382   fSecUps[9] = s10;
2383   fSecUps[10] = s11;
2384   fSecUps[11] = s12;
2385 }
2386
2387 //_____________________________________________________________________________
2388 void AliTPC::SetSens(Int_t sens)
2389 {
2390
2391   //-------------------------------------------------------------
2392   // Activates/deactivates the sensitive strips at the center of
2393   // the pad row -- this is for the space-point resolution calculations
2394   //-------------------------------------------------------------
2395
2396   //-----------------------------------------------------------------
2397   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2398   //-----------------------------------------------------------------
2399
2400   fSens = sens;
2401 }
2402
2403 void AliTPC::SetSide(Float_t side)
2404 {
2405   fSide = side;
2406
2407 }
2408 //____________________________________________________________________________
2409 void AliTPC::SetGasMixt(Int_t nc,Int_t c1,Int_t c2,Int_t c3,Float_t p1,
2410                            Float_t p2,Float_t p3)
2411 {
2412
2413  fNoComp = nc;
2414
2415  fMixtComp[0]=c1;
2416  fMixtComp[1]=c2;
2417  fMixtComp[2]=c3;
2418
2419  fMixtProp[0]=p1;
2420  fMixtProp[1]=p2;
2421  fMixtProp[2]=p3;
2422
2423
2424 }
2425 //_____________________________________________________________________________
2426 void AliTPC::Streamer(TBuffer &R__b)
2427 {
2428   //
2429   // Stream an object of class AliTPC.
2430   //
2431    if (R__b.IsReading()) {
2432       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(); if (R__v) { }
2433       AliDetector::Streamer(R__b);
2434       if (R__v < 2) return;
2435       R__b >> fNsectors;
2436       R__b >> fNclusters;
2437       R__b >> fNtracks;
2438       fDigitsIndex   = new Int_t[fNsectors+1];
2439    } else {
2440       R__b.WriteVersion(AliTPC::IsA());
2441       AliDetector::Streamer(R__b);
2442       R__b << fNsectors;
2443       R__b << fNclusters;
2444       R__b << fNtracks;
2445    }
2446 }
2447
2448 ClassImp(AliTPCcluster)
2449
2450 //_____________________________________________________________________________
2451 AliTPCcluster::AliTPCcluster(Float_t *hits, Int_t *lab)
2452 {
2453   //
2454   // Creates a simulated cluster for the TPC
2455   //
2456   fTracks[0]  = lab[0];
2457   fTracks[1]  = lab[1];
2458   fTracks[2]  = lab[2];
2459   fSector     = lab[3];
2460   fPadRow     = lab[4];
2461   fY          = hits[0];
2462   fZ          = hits[1];
2463   fQ          = hits[2];
2464   fSigmaY2    = hits[3];
2465   fSigmaZ2    = hits[4];
2466 }
2467
2468 //_____________________________________________________________________________
2469 void AliTPCcluster::GetXYZ(Float_t *x, const AliTPCParam *par) const
2470 {
2471   //
2472   // Transformation from local to global coordinate system
2473   //
2474   x[0]=par->GetPadRowRadii(fSector,fPadRow);
2475   x[1]=fY;
2476   x[2]=fZ;
2477   par->CRXYZtoXYZ(x,fSector,fPadRow,1);
2478   x[2]=fZ;
2479 }
2480
2481 //_____________________________________________________________________________
2482 Int_t AliTPCcluster::Compare(TObject * o)
2483 {
2484   //
2485   // compare two clusters according y coordinata
2486   //
2487   AliTPCcluster *cl= (AliTPCcluster *)o;
2488   if (fY<cl->fY) return -1;
2489   if (fY==cl->fY) return 0;
2490   return 1;
2491 }
2492
2493 Bool_t AliTPCcluster::IsSortable() const
2494 {
2495   //
2496   //make AliTPCcluster sortabale
2497   //
2498   return kTRUE;
2499 }
2500
2501
2502
2503 ClassImp(AliTPCdigit)
2504
2505 //_____________________________________________________________________________
2506 AliTPCdigit::AliTPCdigit(Int_t *tracks, Int_t *digits):
2507   AliDigit(tracks)
2508 {
2509   //
2510   // Creates a TPC digit object
2511   //
2512   fSector     = digits[0];
2513   fPadRow     = digits[1];
2514   fPad        = digits[2];
2515   fTime       = digits[3];
2516   fSignal     = digits[4];
2517 }
2518
2519
2520 ClassImp(AliTPChit)
2521
2522 //_____________________________________________________________________________
2523 AliTPChit::AliTPChit(Int_t shunt, Int_t track, Int_t *vol, Float_t *hits):
2524 AliHit(shunt,track)
2525 {
2526   //
2527   // Creates a TPC hit object
2528   //
2529   fSector     = vol[0];
2530   fPadRow     = vol[1];
2531   fX          = hits[0];
2532   fY          = hits[1];
2533   fZ          = hits[2];
2534   fQ          = hits[3];
2535 }
2536
2537
2538 ClassImp(AliTPCtrack)
2539
2540 //_____________________________________________________________________________
2541 AliTPCtrack::AliTPCtrack(Float_t *hits)
2542 {
2543   //
2544   // Default creator for a TPC reconstructed track object
2545   //
2546   fX=hits[0]; // This is dummy code !
2547 }
2548
2549 AliTPCtrack::AliTPCtrack(const AliTPCcluster *c,const TVector& xx,
2550                          const TMatrix& CC, Double_t xref, Double_t alpha):
2551   x(xx),C(CC),fClusters(200)
2552 {
2553   //-----------------------------------------------------------------
2554   // This is the main track constructor.
2555   //
2556   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2557   //-----------------------------------------------------------------
2558   fX=xref;
2559   fAlpha=alpha;
2560   fChi2=0.;
2561   fClusters.AddLast((AliTPCcluster*)(c));
2562 }
2563
2564 //_____________________________________________________________________________
2565 AliTPCtrack::AliTPCtrack(const AliTPCtrack& t) : x(t.x), C(t.C),
2566   fClusters(t.fClusters.GetEntriesFast())
2567 {
2568   //-----------------------------------------------------------------
2569   // This is a track copy constructor.
2570   //
2571   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2572   //-----------------------------------------------------------------
2573   fX=t.fX;
2574   fChi2=t.fChi2;
2575   fAlpha=t.fAlpha;
2576   int n=t.fClusters.GetEntriesFast();
2577   for (int i=0; i<n; i++) fClusters.AddLast(t.fClusters.UncheckedAt(i));
2578 }
2579
2580 //_____________________________________________________________________________
2581 Int_t AliTPCtrack::Compare(TObject *o) {
2582   //-----------------------------------------------------------------
2583   // This function compares tracks according to their curvature.
2584   //
2585   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2586   //-----------------------------------------------------------------
2587   AliTPCtrack *t=(AliTPCtrack*)o;
2588   Double_t co=t->GetSigmaY2();
2589   Double_t c =GetSigmaY2();
2590   if (c>co) return 1;
2591   else if (c<co) return -1;
2592   return 0;
2593 }
2594
2595 //_____________________________________________________________________________
2596 int AliTPCtrack::PropagateTo(Double_t xk,Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
2597 {
2598   //-----------------------------------------------------------------
2599   // This function propagates a track to a reference plane x=xk.
2600   //
2601   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2602   //-----------------------------------------------------------------
2603   if (TMath::Abs(x(2)*xk - x(3)) >= 0.999) {
2604     if (*this>4) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: Propagation failed !\n";
2605     return 0;
2606   }
2607
2608   Double_t x1=fX, x2=x1+0.5*(xk-x1), dx=x2-x1, y1=x(0), z1=x(1);
2609   Double_t c1=x(2)*x1 - x(3), r1=sqrt(1.- c1*c1);
2610   Double_t c2=x(2)*x2 - x(3), r2=sqrt(1.- c2*c2);
2611
2612   x(0) += dx*(c1+c2)/(r1+r2);
2613   x(1) += dx*(c1+c2)/(c1*r2 + c2*r1)*x(4);
2614
2615   TMatrix F(5,5); F.UnitMatrix();
2616   Double_t rr=r1+r2, cc=c1+c2, xx=x1+x2;
2617   F(0,2)= dx*(rr*xx + cc*(c1*x1/r1+c2*x2/r2))/(rr*rr);
2618   F(0,3)=-dx*(2*rr + cc*(c1/r1 + c2/r2))/(rr*rr);
2619   Double_t cr=c1*r2+c2*r1;
2620   F(1,2)= dx*x(4)*(cr*xx-cc*(r1*x2-c2*c1*x1/r1+r2*x1-c1*c2*x2/r2))/(cr*cr);
2621   F(1,3)=-dx*x(4)*(2*cr + cc*(c2*c1/r1-r1 + c1*c2/r2-r2))/(cr*cr);
2622   F(1,4)= dx*cc/cr;
2623   TMatrix tmp(F,TMatrix::kMult,C);
2624   C.Mult(tmp,TMatrix(TMatrix::kTransposed,F));
2625
2626   fX=x2;
2627
2628   //Multiple scattering******************
2629   Double_t ey=x(2)*fX - x(3);
2630   Double_t ex=sqrt(1-ey*ey);
2631   Double_t ez=x(4);
2632   TMatrix Q(5,5); Q=0.;
2633   Q(2,2)=ez*ez+ey*ey;   Q(2,3)=-ex*ey;       Q(2,4)=-ex*ez;
2634   Q(3,2)=Q(2,3);        Q(3,3)= ez*ez+ex*ex; Q(3,4)=-ey*ez;
2635   Q(4,2)=Q(2,4);        Q(4,3)= Q(3,4);      Q(4,4)=1.;
2636
2637   F=0;
2638   F(2,2)=-x(2)*ex;          F(2,3)=-x(2)*ey;
2639   F(3,2)=-ex*(x(2)*fX-ey);  F(3,3)=-(1.+ x(2)*fX*ey - ey*ey);
2640   F(4,2)=-ez*ex;            F(4,3)=-ez*ey;           F(4,4)=1.;
2641
2642   tmp.Mult(F,Q);
2643   Q.Mult(tmp,TMatrix(TMatrix::kTransposed,F));
2644
2645   Double_t p2=GetPt()*GetPt()*(1.+x(4)*x(4));
2646   Double_t beta2=p2/(p2 + pm*pm);
2647   Double_t d=sqrt((x1-fX)*(x1-fX)+(y1-x(0))*(y1-x(0))+(z1-x(1))*(z1-x(1)));
2648   d*=2.;
2649   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*d/x0*rho;
2650   Q*=theta2;
2651   C+=Q;
2652
2653   //Energy losses************************
2654   Double_t dE=0.153e-3/beta2*(log(5940*beta2/(1-beta2)) - beta2)*d*rho;
2655   if (x1 < x2) dE=-dE;
2656   x(2)*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
2657   //x(3)*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
2658
2659   x1=fX; x2=xk; y1=x(0); z1=x(1);
2660   c1=x(2)*x1 - x(3); r1=sqrt(1.- c1*c1);
2661   c2=x(2)*x2 - x(3); r2=sqrt(1.- c2*c2);
2662
2663   x(0) += dx*(c1+c2)/(r1+r2);
2664   x(1) += dx*(c1+c2)/(c1*r2 + c2*r1)*x(4);
2665
2666   F.UnitMatrix();
2667   rr=r1+r2; cc=c1+c2; xx=x1+x2;
2668   F(0,2)= dx*(rr*xx + cc*(c1*x1/r1+c2*x2/r2))/(rr*rr);
2669   F(0,3)=-dx*(2*rr + cc*(c1/r1 + c2/r2))/(rr*rr);
2670   cr=c1*r2+c2*r1;
2671   F(1,2)= dx*x(4)*(cr*xx-cc*(r1*x2-c2*c1*x1/r1+r2*x1-c1*c2*x2/r2))/(cr*cr);
2672   F(1,3)=-dx*x(4)*(2*cr + cc*(c2*c1/r1-r1 + c1*c2/r2-r2))/(cr*cr);
2673   F(1,4)= dx*cc/cr;
2674   tmp.Mult(F,C);
2675   C.Mult(tmp,TMatrix(TMatrix::kTransposed,F));
2676
2677   fX=x2;
2678
2679   return 1;
2680 }
2681
2682 //_____________________________________________________________________________
2683 void AliTPCtrack::PropagateToVertex(Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
2684 {
2685   //-----------------------------------------------------------------
2686   // This function propagates tracks to the "vertex".
2687   //
2688   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2689   //-----------------------------------------------------------------
2690   Double_t c=x(2)*fX - x(3);
2691   Double_t tgf=-x(3)/(x(2)*x(0) + sqrt(1-c*c));
2692   Double_t snf=tgf/sqrt(1.+ tgf*tgf);
2693   Double_t xv=(x(3)+snf)/x(2);
2694   PropagateTo(xv,x0,rho,pm);
2695 }
2696
2697 //_____________________________________________________________________________
2698 void AliTPCtrack::Update(const AliTPCcluster *c, Double_t chisq)
2699 {
2700   //-----------------------------------------------------------------
2701   // This function associates a clusters with this track.
2702   //
2703   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2704   //-----------------------------------------------------------------
2705   TMatrix H(2,5); H.UnitMatrix();
2706   TMatrix Ht(TMatrix::kTransposed,H);
2707   TVector m(2);   m(0)=c->fY; m(1)=c->fZ;
2708   TMatrix V(2,2); V(0,0)=c->fSigmaY2; V(0,1)=0.; V(1,0)=0.; V(1,1)=c->fSigmaZ2;
2709
2710   TMatrix tmp(H,TMatrix::kMult,C);
2711   TMatrix R(tmp,TMatrix::kMult,Ht); R+=V;
2712
2713   Double_t det=(Double_t)R(0,0)*R(1,1) - (Double_t)R(0,1)*R(1,0);
2714   R(0,1)=R(0,0); R(0,0)=R(1,1); R(1,1)=R(0,1);
2715   R(1,0)*=-1; R(0,1)=R(1,0);
2716   R*=1./det;
2717
2718   //R.Invert();
2719
2720   TMatrix K(C,TMatrix::kMult,Ht); K*=R;
2721
2722   TVector savex=x;
2723   x*=H; x-=m; x*=-1; x*=K; x+=savex;
2724   if (TMath::Abs(x(2)*fX-x(3)) >= 0.999) {
2725     if (*this>4) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: Filtering failed !\n";
2726     x=savex;
2727     return;
2728   }
2729
2730   TMatrix saveC=C;
2731   C.Mult(K,tmp); C-=saveC; C*=-1;
2732
2733   fClusters.AddLast((AliTPCcluster*)c);
2734   fChi2 += chisq;
2735 }
2736
2737 //_____________________________________________________________________________
2738 int AliTPCtrack::Rotate(Double_t alpha)
2739 {
2740   //-----------------------------------------------------------------
2741   // This function rotates this track.
2742   //
2743   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2744   //-----------------------------------------------------------------
2745   fAlpha += alpha;
2746
2747   Double_t x1=fX, y1=x(0);
2748   Double_t ca=cos(alpha), sa=sin(alpha);
2749   Double_t r1=x(2)*fX - x(3);
2750
2751   fX = x1*ca + y1*sa;
2752   x(0)=-x1*sa + y1*ca;
2753   x(3)=x(3)*ca + (x(2)*y1 + sqrt(1.- r1*r1))*sa;
2754
2755   Double_t r2=x(2)*fX - x(3);
2756   if (TMath::Abs(r2) >= 0.999) {
2757     if (*this>4) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: Rotation failed !\n";
2758     return 0;
2759   }
2760
2761   Double_t y0=x(0) + sqrt(1.- r2*r2)/x(2);
2762   if ((x(0)-y0)*x(2) >= 0.) {
2763     if (*this>4) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: Rotation failed !!!\n";
2764     return 0;
2765   }
2766
2767   TMatrix F(5,5); F.UnitMatrix();
2768   F(0,0)=ca;
2769   F(3,0)=x(2)*sa;
2770   F(3,2)=(y1 - r1*x1/sqrt(1.- r1*r1))*sa;
2771   F(3,3)= ca + sa*r1/sqrt(1.- r1*r1);
2772   TMatrix tmp(F,TMatrix::kMult,C);
2773   // Double_t dy2=C(0,0);
2774   C.Mult(tmp,TMatrix(TMatrix::kTransposed,F));
2775   // C(0,0)+=dy2*sa*sa*r1*r1/(1.- r1*r1);
2776   // C(1,1)+=dy2*sa*sa*x(4)*x(4)/(1.- r1*r1);
2777
2778   return 1;
2779 }
2780
2781 //_____________________________________________________________________________
2782 void AliTPCtrack::UseClusters() const
2783 {
2784   //-----------------------------------------------------------------
2785   // This function marks clusters associated with this track.
2786   //
2787   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2788   //-----------------------------------------------------------------
2789   int num_of_clusters=fClusters.GetEntriesFast();
2790   for (int i=0; i<num_of_clusters; i++) {
2791     //if (i<=14) continue;
2792     AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)fClusters.UncheckedAt(i);
2793     c->Use();
2794   }
2795 }
2796
2797 //_____________________________________________________________________________
2798 Double_t AliTPCtrack::GetPredictedChi2(const AliTPCcluster *c) const
2799 {
2800   //-----------------------------------------------------------------
2801   // This function calculates a predicted chi2 increment.
2802   //
2803   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2804   //-----------------------------------------------------------------
2805   TMatrix H(2,5); H.UnitMatrix();
2806   TVector m(2);   m(0)=c->fY; m(1)=c->fZ;
2807   TMatrix V(2,2); V(0,0)=c->fSigmaY2; V(0,1)=0.; V(1,0)=0.; V(1,1)=c->fSigmaZ2;
2808   TVector res=x;  res*=H; res-=m; //res*=-1;
2809   TMatrix tmp(H,TMatrix::kMult,C);
2810   TMatrix R(tmp,TMatrix::kMult,TMatrix(TMatrix::kTransposed,H)); R+=V;
2811
2812   Double_t det=(Double_t)R(0,0)*R(1,1) - (Double_t)R(0,1)*R(1,0);
2813   if (TMath::Abs(det) < 1.e-10) {
2814     if (*this>4) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: Singular matrix !\n";
2815     return 1e10;
2816   }
2817   R(0,1)=R(0,0); R(0,0)=R(1,1); R(1,1)=R(0,1);
2818   R(1,0)*=-1; R(0,1)=R(1,0);
2819   R*=1./det;
2820
2821   //R.Invert();
2822
2823   TVector r=res;
2824   res*=R;
2825   return r*res;
2826 }
2827
2828 //_____________________________________________________________________________
2829 struct S { int lab; int max; };
2830 int AliTPCtrack::GetLabel(int nrows) const
2831 {
2832   //-----------------------------------------------------------------
2833   // This function returns the track label. If label<0, this track is fake.
2834   //
2835   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2836   //-----------------------------------------------------------------
2837   int num_of_clusters=fClusters.GetEntriesFast();
2838   S *s=new S[num_of_clusters];
2839   int i;
2840   for (i=0; i<num_of_clusters; i++) s[i].lab=s[i].max=0;
2841
2842   int lab=123456789;
2843   for (i=0; i<num_of_clusters; i++) {
2844     AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)fClusters.UncheckedAt(i);
2845     lab=TMath::Abs(c->fTracks[0]);
2846     int j;
2847     for (j=0; j<num_of_clusters; j++)
2848       if (s[j].lab==lab || s[j].max==0) break;
2849     s[j].lab=lab;
2850     s[j].max++;
2851   }
2852
2853   int max=0;
2854   for (i=0; i<num_of_clusters; i++)
2855     if (s[i].max>max) {max=s[i].max; lab=s[i].lab;}
2856
2857   delete[] s;
2858
2859   for (i=0; i<num_of_clusters; i++) {
2860     AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)fClusters.UncheckedAt(i);
2861     if (TMath::Abs(c->fTracks[1]) == lab ||
2862         TMath::Abs(c->fTracks[2]) == lab ) max++;
2863   }
2864
2865   if (1.-float(max)/num_of_clusters > 0.10) return -lab;
2866
2867   int tail=int(0.08*nrows);
2868   if (num_of_clusters < tail) return lab;
2869
2870   max=0;
2871   for (i=1; i<=tail; i++) {
2872     AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)fClusters.UncheckedAt(num_of_clusters-i);
2873     if (lab == TMath::Abs(c->fTracks[0]) ||
2874         lab == TMath::Abs(c->fTracks[1]) ||
2875         lab == TMath::Abs(c->fTracks[2])) max++;
2876   }
2877   if (max < int(0.5*tail)) return -lab;
2878
2879   return lab;
2880 }
2881
2882 //_____________________________________________________________________________
2883 void AliTPCtrack::GetPxPyPz(Double_t& px, Double_t& py, Double_t& pz) const
2884 {
2885   //-----------------------------------------------------------------
2886   // This function returns reconstructed track momentum in the global system.
2887   //
2888   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2889   //-----------------------------------------------------------------
2890   Double_t pt=TMath::Abs(GetPt()); // GeV/c
2891   Double_t r=x(2)*fX-x(3);
2892   Double_t y0=x(0) + sqrt(1.- r*r)/x(2);
2893   px=-pt*(x(0)-y0)*x(2);    //cos(phi);
2894   py=-pt*(x(3)-fX*x(2));   //sin(phi);
2895   pz=pt*x(4);
2896   Double_t tmp=px*TMath::Cos(fAlpha) - py*TMath::Sin(fAlpha);
2897   py=px*TMath::Sin(fAlpha) + py*TMath::Cos(fAlpha);
2898   px=tmp;
2899 }
2900
2901 //_____________________________________________________________________________
2902 Double_t AliTPCtrack::GetdEdX(Double_t low, Double_t up) const {
2903   //-----------------------------------------------------------------
2904   // This funtion calculates dE/dX within the "low" and "up" cuts.
2905   //
2906   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2907   //-----------------------------------------------------------------
2908   int ncl=fClusters.GetEntriesFast();
2909   int n=0;
2910   Double_t *q=new Double_t[ncl];
2911   int i;
2912   for (i=0; i<ncl; i++) {
2913      AliTPCcluster *cl=(AliTPCcluster*)(fClusters.UncheckedAt(i));
2914      //     if (cl->fdEdX > 3000) continue;
2915      if (cl->fdEdX <= 0) continue;
2916      q[n++]=cl->fdEdX;
2917   }
2918
2919   //stupid sorting
2920   int swap;
2921   do {
2922     swap=0;
2923     for (i=0; i<n-1; i++) {
2924       if (q[i]<=q[i+1]) continue;
2925       Double_t tmp=q[i]; q[i]=q[i+1]; q[i+1]=tmp;
2926       swap++;
2927     }
2928   } while (swap);
2929
2930   int nl=int(low*n), nu=int(up *n);
2931   Double_t dedx=0.;
2932   for (i=nl; i<=nu; i++) dedx += q[i];
2933   dedx /= (nu-nl+1);
2934   return dedx;
2935 }
2936
2937 //_________________________________________________________________________
2938 //
2939 // Classes for internal tracking use
2940 //_________________________________________________________________________
2941 void AliTPCRow::InsertCluster(const AliTPCcluster* c) {
2942   //-----------------------------------------------------------------------
2943   // Insert a cluster into this pad row in accordence with its y-coordinate
2944   //
2945   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2946   //-----------------------------------------------------------------------
2947   if (num_of_clusters==MAX_CLUSTER_PER_ROW) {
2948     cerr<<"AliTPCRow::InsertCluster(): Too many clusters !\n"; return;
2949   }
2950   if (num_of_clusters==0) {clusters[num_of_clusters++]=c; return;}
2951   int i=Find(c->fY);
2952   memmove(clusters+i+1 ,clusters+i,(num_of_clusters-i)*sizeof(AliTPCcluster*));
2953   clusters[i]=c; num_of_clusters++;
2954 }
2955
2956 int AliTPCRow::Find(Double_t y) const {
2957   //-----------------------------------------------------------------------
2958   // Return the index of the nearest cluster
2959   //
2960   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2961   //-----------------------------------------------------------------------
2962   if (y <= clusters[0]->fY) return 0;
2963   if (y > clusters[num_of_clusters-1]->fY) return num_of_clusters;
2964   int b=0, e=num_of_clusters-1, m=(b+e)/2;
2965   for (; b<e; m=(b+e)/2) {
2966     if (y > clusters[m]->fY) b=m+1;
2967     else e=m;
2968   }
2969   return m;
2970 }
2971