TPC/AliTPCCorrection.h

   1 #ifndef ALI_TPC_CORRECTION_H
   2 #define ALI_TPC_CORRECTION_H
   3
   4 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   5  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   6
   7
   8 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   9 // AliTPCCorrection class                                                     //
  10 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  11
  12
  13 #include <TNamed.h>
  14 #include "TMatrixD.h"
  15 #include "TMatrixF.h"
  16 class TH2F;
  17 class TTimeStamp;
  18 class TCollection;
  19 class TTreeSRedirector;
  20 class AliExternalTrackParam;
  21 class TTree;
  22 class THnSparse;
  23 class AliESDVertex;
  24
  25
  26 class AliTPCCorrection : public TNamed {
  27 public:
  28   enum CompositionType {kParallel,kQueue};
  29
  30   AliTPCCorrection();
  31   AliTPCCorrection(const char *name,const char *title);
  32   virtual ~AliTPCCorrection();
  33
  34
  35   // functions to correct a space point
  36           void CorrectPoint (      Float_t x[],const Short_t roc);
  37           void CorrectPointLocal(Float_t x[],const Short_t roc);
  38           void CorrectPoint (const Float_t x[],const Short_t roc,Float_t xp[]);
  39   virtual void GetCorrection(const Float_t x[],const Short_t roc,Float_t dx[]);
  40
  41   // functions to distort a space point
  42           void DistortPoint (      Float_t x[],const Short_t roc);
  43           void DistortPointLocal(Float_t x[],const Short_t roc);
  44           void DistortPoint (const Float_t x[],const Short_t roc,Float_t xp[]);
  45   virtual void GetDistortion(const Float_t x[],const Short_t roc,Float_t dx[]);
  46
  47   // initialization and update functions
  48   virtual void Init();
  49   virtual void Update(const TTimeStamp &timeStamp);
  50
  51   // convenience functions
  52   virtual void Print(Option_t* option="") const;
  53
  54   TH2F* CreateHistoDRinXY   (Float_t z=10.,Int_t nx=100,Int_t ny=100);
  55   TH2F* CreateHistoDRPhiinXY(Float_t z=10.,Int_t nx=100,Int_t nphi=100);
  56   TH2F* CreateHistoDZinXY   (Float_t z=10.,Int_t nx=100,Int_t ny=100);
  57
  58   TH2F* CreateHistoDRinZR   (Float_t phi=0.,Int_t nZ=100,Int_t nR=100);
  59   TH2F* CreateHistoDRPhiinZR(Float_t phi=0.,Int_t nZ=100,Int_t nR=100);
  60   TH2F* CreateHistoDZinZR   (Float_t phi=0.,Int_t nZ=100,Int_t nR=100);
  61
  62
  63   TTree* CreateDistortionTree(Double_t step=5);
  64   static void  MakeDistortionMap(THnSparse * his0, TTreeSRedirector *pcstream, const char* hname, Int_t run,  Float_t refX, Int_t type, Int_t integ=1);
  65   static void  MakeDistortionMapCosmic(THnSparse * his0, TTreeSRedirector *pcstream, const char* hname, Int_t run,  Float_t refX, Int_t type);
  66   static void  MakeDistortionMapSector(THnSparse * his0, TTreeSRedirector *pcstream, const char* hname, Int_t run, Int_t type);
  67   // normally called directly in the correction classes which inherit from this class
  68   virtual void SetOmegaTauT1T2(Float_t omegaTau,Float_t t1,Float_t t2);
  69   AliExternalTrackParam * FitDistortedTrack(AliExternalTrackParam & trackIn, Double_t refX, Int_t dir,TTreeSRedirector *pcstream);
  70   void StoreInOCDB(Int_t startRun, Int_t endRun, const char *comment=0);
  71   static void MakeTrackDistortionTree(TTree *tinput, Int_t dtype, Int_t ptype, const TObjArray * corrArray, Int_t step=1, Int_t offset=0, Bool_t debug=0);
  72   static void MakeSectorDistortionTree(TTree *tinput, Int_t dtype, Int_t ptype, const TObjArray * corrArray, Int_t step=1, Int_t offset=0, Bool_t debug=0);
  73   static void MakeLaserDistortionTreeOld(TTree* tree, TObjArray *corrArray, Int_t itype);
  74   static void MakeLaserDistortionTree(TTree* tree, TObjArray *corrArray, Int_t itype);
  75
  76   void FastSimDistortedVertex(Double_t orgVertex[3], Int_t nTracks, AliESDVertex &aV, AliESDVertex &avOrg, AliESDVertex &cV, AliESDVertex &cvOrg, TTreeSRedirector * const pcstream, Double_t etaCuts);
  77
  78   static void AddVisualCorrection(AliTPCCorrection* corr, Int_t position);
  79   static Double_t GetCorrSector(Double_t sector, Double_t r, Double_t kZ, Int_t axisType, Int_t corrType=0);
  80   static Double_t GetCorrXYZ(Double_t gx, Double_t gy, Double_t gz, Int_t axisType, Int_t corrType=0);
  81
  82 protected:
  83   TH2F* CreateTH2F(const char *name,const char *title,
  84                    const char *xlabel,const char *ylabel,const char *zlabel,
  85                    Int_t nbinsx,Double_t xlow,Double_t xup,
  86                    Int_t nbinsy,Double_t ylow,Double_t yup);
  87
  88   static const Double_t fgkTPCZ0;       // nominal gating grid position
  89   static const Double_t fgkIFCRadius;   // Mean Radius of the Inner Field Cage ( 82.43 min,  83.70 max) (cm)
  90   static const Double_t fgkOFCRadius;   // Mean Radius of the Outer Field Cage (252.55 min, 256.45 max) (cm)
  91   static const Double_t fgkZOffSet;     // Offset from CE: calculate all distortions closer to CE as if at this point
  92   static const Double_t fgkCathodeV;    // Cathode Voltage (volts)
  93   static const Double_t fgkGG;          // Gating Grid voltage (volts)
  94   static const Double_t fgkdvdE;        // [cm/V] drift velocity dependency on the E field (from Magboltz for NeCO2N2 at standard environment)
  95   static const Double_t fgkEM;          // charge/mass in [C/kg]
  96   static const Double_t fgke0;          // vacuum permittivity [A·s/(V·m)]
  97
  98
  99   enum {kNR=   72  };     // Number of R points in the table for interpolating distortion data
 100   enum {kNPhi= 18*10+1};  // Number of Phi points in the table for interpolating distortion data ( plus one extra for 360 == 0 )
 101   enum {kNZ=   166};      // Number of Z points in the table for interpolating distortion data
 102
 103   Double_t fgkRList[kNR]; // points in the radial direction (for the lookup table)
 104   Double_t fgkPhiList[kNPhi]; // points in the phi direction (for the lookup table)
 105   Double_t fgkZList[kNZ]; // points in the z direction (for the lookup table)
 106
 107   // Simple Interpolation functions: e.g. with tricubic interpolation (not yet in TH3)
 108   Int_t fILow, fJLow, fKLow;          // variable to help in the interpolation
 109   // Double_t versions
 110   void Interpolate2DEdistortion( const Int_t order, const Double_t r, const Double_t z,
 111                                  const Double_t er[kNZ][kNR], Double_t &erValue );
 112   void Interpolate3DEdistortion( const Int_t order, const Double_t r, const Float_t phi, const Double_t z,
 113                                  const Double_t er[kNZ][kNPhi][kNR], const Double_t ephi[kNZ][kNPhi][kNR],
 114                                  const Double_t ez[kNZ][kNPhi][kNR],
 115                                  Double_t &erValue, Double_t &ephiValue, Double_t &ezValue);
 116   // TMatrixD versions (for e.g. Poisson relaxation)
 117   Double_t Interpolate2DTable( const Int_t order, const Double_t x, const Double_t y,
 118                               const Int_t nx,  const Int_t ny, const Double_t xv[], const Double_t yv[],
 119                               const TMatrixD &array );
 120   Double_t Interpolate3DTable( const Int_t order, const Double_t x,   const Double_t y,   const Double_t z,
 121                               const Int_t  nx,    const Int_t  ny,    const Int_t  nz,
 122                               const Double_t xv[], const Double_t yv[], const Double_t zv[],
 123                               TMatrixD **arrayofArrays );
 124   Double_t Interpolate( const Double_t xArray[], const Double_t yArray[],
 125                         const Int_t order, const Double_t x );
 126   void Search( const Int_t n, const Double_t xArray[], const Double_t x, Int_t &low );
 127
 128   // TMatrixF versions (smaller size, e.g. for final look up table)
 129   Float_t Interpolate2DTable( const Int_t order, const Double_t x, const Double_t y,
 130                               const Int_t nx,  const Int_t ny, const Double_t xv[], const Double_t yv[],
 131                               const TMatrixF &array );
 132   Float_t Interpolate3DTable( const Int_t order, const Double_t x,   const Double_t y,   const Double_t z,
 133                               const Int_t  nx,    const Int_t  ny,    const Int_t  nz,
 134                               const Double_t xv[], const Double_t yv[], const Double_t zv[],
 135                                TMatrixF **arrayofArrays );
 136   Float_t Interpolate( const Double_t xArray[], const Float_t yArray[],
 137                         const Int_t order, const Double_t x );
 138
 139   virtual Int_t IsPowerOfTwo ( Int_t i ) const  ;
 140
 141
 142
 143   // Algorithms to solve the laplace or poisson equation
 144   void PoissonRelaxation2D(TMatrixD &arrayV, TMatrixD &chargeDensity,
 145                            TMatrixD &arrayErOverEz, TMatrixD &arrayDeltaEz,
 146                            const Int_t rows, const Int_t columns, const Int_t iterations,
 147                            const Bool_t rocDisplacement = kTRUE);
 148
 149   void PoissonRelaxation3D( TMatrixD **arrayofArrayV, TMatrixD **arrayofChargeDensities,
 150                             TMatrixD **arrayofEroverEz, TMatrixD **arrayofEPhioverEz, TMatrixD **arrayofEz,
 151                             const Int_t rows, const Int_t columns,  const Int_t phislices,
 152                             const Float_t deltaphi, const Int_t iterations, const Int_t summetry,
 153                             const Bool_t rocDisplacement = kTRUE);
 154
 155 protected:
 156   Double_t fT1;         // tensor term of wt - T1
 157   Double_t fT2;         // tensor term of wt - T2
 158   static TObjArray *fgVisualCorrection;  // array of orrection for visualization
 159 private:
 160   AliTPCCorrection(const AliTPCCorrection &);               // not implemented
 161   AliTPCCorrection &operator=(const AliTPCCorrection &);    // not implemented
 162
 163   void InitLookUpfulcrums();   // to initialize the grid of the look up table
 164
 165   ClassDef(AliTPCCorrection,4);
 166 };
 167
 168 #endif