TPC/AliTPCPRF2D.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 1.7  2001/01/30 09:23:15  hristov
  19 Streamers removed (R.Brun)
  20
  21 Revision 1.6  2000/09/07 11:23:27  kowal2
  22 Improved algoritms, coding convensions applied.
  23
  24 Revision 1.5  2000/06/30 12:07:50  kowal2
  25 Updated from the TPC-PreRelease branch
  26
  27 Revision 1.4.4.3  2000/06/26 07:39:42  kowal2
  28 Changes to obey the coding rules
  29
  30 Revision 1.4.4.2  2000/06/25 08:38:41  kowal2
  31 Splitted from AliTPCtracking
  32
  33 Revision 1.4.4.1  2000/06/14 16:48:24  kowal2
  34 Parameter setting improved. Removed compiler warnings
  35
  36 Revision 1.4  2000/04/17 09:37:33  kowal2
  37 removed obsolete AliTPCDigitsDisplay.C
  38
  39 Revision 1.3.8.2  2000/04/10 08:40:46  kowal2
  40
  41 Small changes by M. Ivanov, improvements of algorithms
  42
  43 Revision 1.3.8.1  2000/04/10 07:56:53  kowal2
  44 Not used anymore - removed
  45
  46 Revision 1.3  1999/10/05 17:15:46  fca
  47 Minor syntax for the Alpha OSF
  48
  49 Revision 1.2  1999/09/29 09:24:34  fca
  50 Introduction of the Copyright and cvs Log
  51
  52 */
  53
  54 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  55 //  AliTPCPRF2D -                                                            //
  56 //  Pad response function object in two dimesions                            //
  57 //  This class contains the basic functions for the                          //
  58 //  calculation of PRF according generic charge distribution                 //
  59 //  In Update function object calculate table of response function           //
  60 //  in discrete x and y position                                             //
  61 // This table is used for interpolation od response function in any position //
  62 // (function GetPRF)                                                          //
  63 //                                                                           //
  64 //  Origin: Marian Ivanov, Uni. of Bratislava, ivanov@fmph.uniba.sk          //
  65 //                                                                           //
  66 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  67
  68
  69 #include "TMath.h"
  70 #include "AliTPCPRF2D.h"
  71 #include "TF2.h"
  72 #include <iostream.h>
  73 #include <string.h>
  74 #include "TCanvas.h"
  75 #include "TPad.h"
  76 #include "TStyle.h"
  77 #include "TH1.h"
  78 #include "AliH2F.h"
  79
  80
  81 #include "TPaveText.h"
  82 #include "TText.h"
  83
  84 extern TStyle * gStyle;
  85
  86 const Double_t AliTPCPRF2D::fgkDegtoRad = 0.01745329251994;
  87 const Double_t AliTPCPRF2D::fgkSQRT12=3.464101;
  88 const Int_t   AliTPCPRF2D::fgkNPRF = 100;
  89
  90
  91 static Double_t funGauss2D(Double_t *x, Double_t * par)
  92 {
  93 //Gauss function  -needde by the generic function object
  94   return ( TMath::Exp(-(x[0]*x[0])/(2*par[0]*par[0]))*
  95            TMath::Exp(-(x[1]*x[1])/(2*par[1]*par[1])));
  96
  97 }
  98
  99 static Double_t funCosh2D(Double_t *x, Double_t * par)
 100 {
 101  //Cosh function  -needde by the generic function object
 102   return ( 1/(TMath::CosH(3.14159*x[0]/(2*par[0]))*
 103            TMath::CosH(3.14159*x[1]/(2*par[1]))));
 104 }
 105
 106 static Double_t funGati2D(Double_t *x, Double_t * par)
 107 {
 108   //Gati function  -needde by the generic function object
 109   Float_t k3=par[1];
 110   Float_t k3R=TMath::Sqrt(k3);
 111   Float_t k2=(TMath::Pi()/2)*(1-k3R/2.);
 112   Float_t k1=k2*k3R/(4*TMath::ATan(k3R));
 113   Float_t l=x[0]/par[0];
 114   Float_t tan2=TMath::TanH(k2*l);
 115   tan2*=tan2;
 116   Float_t res = k1*(1-tan2)/(1+k3*tan2);
 117  //par[4] = is equal to k3Y
 118   k3=par[4];
 119   k3R=TMath::Sqrt(k3);
 120   k2=(TMath::Pi()/2)*(1-k3R/2.);
 121   k1=k2*k3R/(4*TMath::ATan(k3R));
 122   l=x[1]/par[0];
 123   tan2=TMath::TanH(k2*l);
 124   tan2*=tan2;
 125   res = res*k1*(1-tan2)/(1+k3*tan2);
 126   return res;
 127 }
 128
 129 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 130 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 131
 132 ClassImp(AliTPCPRF2D)
 133
 134 AliTPCPRF2D::AliTPCPRF2D()
 135 {
 136   //default constructor for response function object
 137   fcharge = 0;
 138   fNChargeArray = 0;
 139   fChargeArray = 0;
 140   fNPRF =fgkNPRF ;
 141   fSigmaX = 0;
 142   fSigmaY = 0;
 143
 144   fGRF = 0;
 145   fKNorm = 1;
 146   fOrigSigmaY=0;
 147   fOrigSigmaX=0;
 148   fNdiv = 5;
 149   //set daault angels
 150   fChargeAngle = 0;
 151   fPadAngle = 0;
 152   //chewron default values
 153   SetPad(0.8,0.8);
 154   SetChevron(0.2,0.0,1.0);
 155   SetY(-0.2,0.2,2);
 156   SetInterpolationType(2,0);
 157 }
 158
 159 AliTPCPRF2D::~AliTPCPRF2D()
 160 {
 161   if (fChargeArray!=0) delete [] fChargeArray;
 162   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 163 }
 164
 165 void AliTPCPRF2D::SetY(Float_t y1, Float_t y2, Int_t nYdiv)
 166 {
 167   //
 168   //set virtual line position
 169   //first and last line and number of lines
 170   fNYdiv = nYdiv;
 171   fY1=y1;
 172   fY2=y2;
 173 }
 174
 175 void AliTPCPRF2D::SetPad(Float_t width, Float_t height)
 176 {
 177   //set base chevron parameters
 178  fHeightFull=height;
 179  fWidth=width;
 180 }
 181 void AliTPCPRF2D::SetChevron(Float_t hstep,
 182                         Float_t shifty,
 183                         Float_t fac)
 184 {
 185   //set shaping of chewron parameters
 186   fHeightS=hstep;
 187   fShiftY=shifty;
 188   fK=fac;
 189 }
 190
 191 void AliTPCPRF2D::SetChParam(Float_t width, Float_t height,
 192                   Float_t hstep, Float_t shifty, Float_t fac)
 193 {
 194   SetPad(width,height);
 195   SetChevron(hstep,shifty,fac);
 196 }
 197
 198
 199 Float_t AliTPCPRF2D::GetPRF(Float_t xin, Float_t yin)
 200 {
 201   //function which return pad response
 202   //for the charge in distance xin
 203   //return  cubic aproximation of PRF or PRF at nearest virtual wire
 204    if (fChargeArray==0) return 0;
 205   //transform position to "wire position"
 206   Float_t y=fDYtoWire*(yin-fY1);
 207   if (fNYdiv == 1) y=fY1;
 208   //normaly it find nearest line charge
 209   if (fInterY ==0){
 210     Int_t i=Int_t(0.5+y);
 211     if (y<0) i=Int_t(-0.5+y);
 212     if ((i<0) || (i>=fNYdiv) ) return 0;
 213     fcharge   = &(fChargeArray[i*fNPRF]);
 214     return GetPRFActiv(xin);
 215   }
 216   else{
 217     //make interpolation from more fore lines
 218     Int_t i= Int_t(y);
 219     Float_t res;
 220     if ((i<0) || (i>=fNYdiv) ) return 0;
 221     Float_t z0=0;
 222     Float_t z1=0;
 223     Float_t z2=0;
 224     Float_t z3=0;
 225     if (i>0) {
 226       fcharge =&(fChargeArray[(i-1)*fNPRF]);
 227       z0 = GetPRFActiv(xin);
 228     }
 229     fcharge =&(fChargeArray[i*fNPRF]);
 230     z1=GetPRFActiv(xin);
 231     if ((i+1)<fNYdiv){
 232       fcharge =&(fChargeArray[(i+1)*fNPRF]);
 233       z2 = GetPRFActiv(xin);
 234     }
 235     if ((i+2)<fNYdiv){
 236       fcharge =&(fChargeArray[(i+2)*fNPRF]);
 237       z3 = GetPRFActiv(xin);
 238     }
 239     Float_t a,b,c,d,k,l;
 240     a=z1;
 241     b=(z2-z0)/2.;
 242     k=z2-a-b;
 243     l=(z3-z1)/2.-b;
 244     d=l-2*k;
 245     c=k-d;
 246     Float_t dy=y-Float_t(i);
 247
 248     res = a+b*dy+c*dy*dy+d*dy*dy*dy;
 249     return res;
 250   }
 251   return 0.;
 252 }
 253
 254
 255 Float_t AliTPCPRF2D::GetPRFActiv(Float_t xin)
 256 {
 257   //GEt response function on given charege line
 258   //return spline aproximaton
 259   Float_t x = (xin*fDStepM1)+fNPRF/2;
 260   Int_t i = Int_t(x);
 261
 262   if  ( (i>1) && ((i+2)<fNPRF)) {
 263     Float_t a,b,c,d,k,l;
 264     a = fcharge[i];
 265     b = (fcharge[i+1]-fcharge[i-1])*0.5;
 266     k = fcharge[i+1]-a-b;
 267     l = (fcharge[i+2]-fcharge[i])*0.5-b;
 268     d=l-2.*k;
 269     c=k-d;
 270     Float_t dx=x-Float_t(i);
 271     Float_t res = a+b*dx+c*dx*dx+d*dx*dx*dx;
 272     return res;
 273   }
 274   else return 0;
 275 }
 276
 277
 278 Float_t  AliTPCPRF2D::GetGRF(Float_t xin, Float_t yin)
 279 {
 280   //function which returnoriginal charge distribution
 281   //this function is just normalised for fKnorm
 282   if (GetGRF() != 0 )
 283     return fKNorm*GetGRF()->Eval(xin,yin)/fInteg;
 284       else
 285     return 0.;
 286 }
 287
 288
 289 void AliTPCPRF2D::SetParam( TF2 * GRF,  Float_t kNorm,
 290                        Float_t sigmaX, Float_t sigmaY)
 291 {
 292   //adjust parameters of the original charge distribution
 293   //and pad size parameters
 294    if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 295    fGRF = GRF;
 296    fKNorm = kNorm;
 297    sprintf(fType,"User");
 298    if (sigmaX ==0) sigmaX=(fWidth*(1+TMath::Abs(fK)))/fgkSQRT12;
 299    if (sigmaY ==0) sigmaY=(fWidth*(1+TMath::Abs(fK)))/fgkSQRT12;
 300    fOrigSigmaX=sigmaX;
 301    fOrigSigmaY=sigmaY;
 302    Double_t estimsigma =
 303      TMath::Sqrt(sigmaX*sigmaX+(fWidth*fWidth*(1+TMath::Abs(fK))/12)+
 304                  TMath::Tan(fPadAngle*fgkDegtoRad)*TMath::Tan(fPadAngle*fgkDegtoRad)*fHeightFull*fHeightFull/12);
 305    if (estimsigma < 5*sigmaX) {
 306      fDStep = estimsigma/10.;
 307      fNPRF  = Int_t(estimsigma*8./fDStep);
 308    }
 309    else{
 310      fDStep = sigmaX;
 311      Double_t width = fWidth*(1+TMath::Abs(fK))+TMath::Abs(TMath::Tan(fPadAngle*fgkDegtoRad))*fHeightFull;
 312      fNPRF = Int_t((width+8.*sigmaX)/fDStep);
 313    };
 314
 315 }
 316
 317
 318 void AliTPCPRF2D::SetGauss(Float_t sigmaX, Float_t sigmaY,
 319                       Float_t kNorm)
 320 {
 321   //
 322   // set parameters for Gauss generic charge distribution
 323   //
 324   fKNorm = kNorm;
 325   fOrigSigmaX=sigmaX;
 326   fOrigSigmaY=sigmaY;
 327   sprintf(fType,"Gauss");
 328   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 329   fGRF = new TF2("fun",funGauss2D,-5.,5.,-5.,5.,4);
 330
 331   funParam[0]=sigmaX;
 332   funParam[1]=sigmaY;
 333   funParam[2]=fK;
 334   funParam[3]=fHeightS;
 335
 336   fGRF->SetParameters(funParam);
 337   Double_t estimsigma =
 338      TMath::Sqrt(sigmaX*sigmaX+(fWidth*fWidth*(1+TMath::Abs(fK))/12)+
 339                  TMath::Tan(fPadAngle)*TMath::Tan(fPadAngle*fgkDegtoRad)*fHeightFull*fHeightFull/12);
 340    if (estimsigma < 5*sigmaX) {
 341      fDStep = estimsigma/10.;
 342      fNPRF  = Int_t(estimsigma*8./fDStep);
 343    }
 344    else{
 345      fDStep = sigmaX;
 346      Double_t width = fWidth*(1+TMath::Abs(fK))+TMath::Abs(TMath::Tan(fPadAngle*fgkDegtoRad))*fHeightFull;
 347      fNPRF = Int_t((width+8.*sigmaX)/fDStep);
 348    };
 349
 350
 351 }
 352 void AliTPCPRF2D::SetCosh(Float_t sigmaX, Float_t sigmaY,
 353                      Float_t kNorm)
 354 {
 355   // set parameters for Cosh generic charge distribution
 356   //
 357   fKNorm = kNorm;
 358   fOrigSigmaX=sigmaX;
 359   fOrigSigmaY=sigmaY;
 360   sprintf(fType,"Cosh");
 361   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 362   fGRF = new TF2("fun", funCosh2D,-5.,5.,-5.,5.,4);
 363   funParam[0]=sigmaX;
 364   funParam[1]=sigmaY;
 365   funParam[2]=fK;
 366   funParam[3]=fHeightS;
 367   fGRF->SetParameters(funParam);
 368
 369   Double_t estimsigma = TMath::Sqrt(sigmaX*sigmaX+fWidth*fWidth*(1+TMath::Abs(fK))/12);
 370   if (estimsigma < 5*sigmaX) {
 371     fDStep = estimsigma/10.;
 372     fNPRF  = Int_t(estimsigma*8./fDStep);
 373   }
 374   else{
 375     fDStep = sigmaX;
 376     fNPRF = Int_t((1.2*fWidth*(1+TMath::Abs(fK))+8.*sigmaX)/fDStep);
 377   };
 378
 379 }
 380
 381 void AliTPCPRF2D::SetGati(Float_t K3X, Float_t K3Y,
 382                      Float_t padDistance,
 383                      Float_t kNorm)
 384 {
 385   // set parameters for Gati generic charge distribution
 386   //
 387   fKNorm = kNorm;
 388   fK3X=K3X;
 389   fK3Y=K3Y;
 390   fPadDistance=padDistance;
 391   sprintf(fType,"Gati");
 392   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 393   fGRF = new TF2("fun", funGati2D,-5.,5.,-5.,5.,5);
 394
 395   funParam[0]=padDistance;
 396   funParam[1]=K3X;
 397   funParam[2]=fK;
 398   funParam[3]=fHeightS;
 399   funParam[4]=K3Y;
 400   fGRF->SetParameters(funParam);
 401   fOrigSigmaX=padDistance;
 402   fOrigSigmaY=padDistance;
 403   Float_t sigmaX = fOrigSigmaX;
 404   Double_t estimsigma = TMath::Sqrt(sigmaX*sigmaX+fWidth*fWidth*(1+TMath::Abs(fK))/12);
 405   if (estimsigma < 5*sigmaX) {
 406     fDStep = estimsigma/10.;
 407     fNPRF  = Int_t(estimsigma*8./fDStep);
 408   }
 409   else{
 410     fDStep = sigmaX;
 411     fNPRF = Int_t((1.2*fWidth*(1+TMath::Abs(fK))+8.*sigmaX)/fDStep);
 412   };
 413 }
 414
 415
 416
 417 void AliTPCPRF2D::Update()
 418 {
 419   //
 420   //update fields  with interpolated values for
 421   //PRF calculation
 422
 423   if ( fGRF == 0 ) return;
 424   //initialize interpolated values to 0
 425   Int_t i;
 426   if (fChargeArray!=0) delete [] fChargeArray;
 427   fChargeArray = new Float_t[fNPRF*fNYdiv];
 428   fNChargeArray = fNPRF*fNYdiv;
 429   for (i =0; i<fNPRF*fNYdiv;i++)  fChargeArray[i] = 0;
 430   //firstly calculate total integral of charge
 431
 432   ////////////////////////////////////////////////////////
 433   //I'm waiting for normal integral
 434   //in this moment only sum
 435   Float_t x2=  4*fOrigSigmaX;
 436   Float_t y2=  4*fOrigSigmaY;
 437   Float_t dx = fOrigSigmaX/Float_t(fNdiv*6);
 438   Float_t dy = fOrigSigmaY/Float_t(fNdiv*6);
 439   Int_t nx  = Int_t(0.5+x2/dx);
 440   Int_t ny  = Int_t(0.5+y2/dy);
 441   Int_t ix,iy;
 442   fInteg  = 0;
 443   Double_t dInteg =0;
 444   for (ix=-nx;ix<=nx;ix++)
 445     for ( iy=-ny;iy<=ny;iy++)
 446       dInteg+=fGRF->Eval(Float_t(ix)*dx,Float_t(iy)*dy)*dx*dy;
 447   /////////////////////////////////////////////////////
 448   fInteg =dInteg;
 449   if ( fInteg == 0 ) fInteg = 1;
 450
 451   for (i=0; i<fNYdiv; i++){
 452     if (fNYdiv == 1) fCurrentY = fY1;
 453     else
 454       fCurrentY = fY1+Double_t(i)*(fY2-fY1)/Double_t(fNYdiv-1);
 455     fcharge   = &(fChargeArray[i*fNPRF]);
 456     Update1();
 457   }
 458   //calculate conversion coefitient to convert position to virtual wire
 459   fDYtoWire=Float_t(fNYdiv-1)/(fY2-fY1);
 460   fDStepM1=1/fDStep;
 461   UpdateSigma();
 462 }
 463
 464 void AliTPCPRF2D::Update1()
 465 {
 466   //
 467   //update fields  with interpolated values for
 468   //PRF calculation for given charge line
 469   Int_t i;
 470   Double_t cos = TMath::Cos(fChargeAngle);
 471   Double_t sin = TMath::Sin(fChargeAngle);
 472   const Double_t kprec =0.00000001;
 473   //integrate charge over pad for different distance of pad
 474   for (i =0; i<fNPRF;i++){
 475     //x in cm fWidth in cm
 476     //calculate integral
 477     Double_t xch = fDStep * (Double_t)(i-fNPRF/2);
 478     fcharge[i]=0;
 479     Double_t k=1;
 480
 481
 482     for (Double_t ym=-fHeightFull/2.-fShiftY;  ym<fHeightFull/2.-kprec;ym+=fHeightS){
 483       Double_t y2chev=TMath::Min((ym+fHeightS),Double_t(fHeightFull/2.)); // end of chevron step
 484       Double_t y1chev= ym;  //beginning of chevron step
 485       Double_t y2 = TMath::Min(y2chev,fCurrentY+3.5*fOrigSigmaY);
 486       Double_t y1 = TMath::Max((y1chev),Double_t(-fHeightFull/2.));
 487       y1 = TMath::Max(y1chev,fCurrentY-3.5*fOrigSigmaY);
 488
 489       Double_t x0 = fWidth*(-1.-(Double_t(k)*fK))*0.5+ym*TMath::Tan(fPadAngle*fgkDegtoRad);
 490       Double_t kx  = Double_t(k)*(fK*fWidth)/fHeightS;
 491       kx = TMath::Tan(TMath::ATan(kx))+TMath::Tan(fPadAngle*fgkDegtoRad);
 492
 493       Int_t ny = TMath::Max(Int_t(fNdiv*TMath::Exp(-(y1-fCurrentY)*(y1-fCurrentY)/(2*fOrigSigmaY*fOrigSigmaY))),4);
 494       Double_t dy = TMath::Min(fOrigSigmaY/Double_t(ny),y2-y1);
 495       Double_t ndy = dy;
 496
 497       //loop over different y strips with variable step size  dy
 498       if (y2>(y1+kprec)) for (Double_t y = y1; y<y2+kprec;){
 499         //new step SIZE
 500
 501         ny = TMath::Max(Int_t(fNdiv*TMath::Exp(-(y-fCurrentY)*(y-fCurrentY)/(2*fOrigSigmaY*fOrigSigmaY))),5);
 502         ndy = fOrigSigmaY/Double_t(ny);
 503         if (ndy>(y2-y-dy)) {
 504           ndy =y2-y-dy;
 505           if (ndy<kprec) ndy=2*kprec; //calculate new delta y
 506         }
 507         //
 508         Double_t sumch=0;
 509         //calculation of x borders and initial step
 510         Double_t deltay = (y-y1chev);
 511
 512         Double_t xp1  = x0+deltay*kx;
 513                 //x begining of pad at position y
 514         Double_t xp2 =xp1+fWidth;        //x end of pad at position y
 515         Double_t xp3 =xp1+kx*dy; //...at position y+dy
 516         Double_t xp4 =xp2+kx*dy; //..
 517
 518         Double_t x1 = TMath::Min(xp1,xp3);
 519         x1 = TMath::Max(xp1,xch-3.5*fOrigSigmaX); //beging of integration
 520         Double_t x2 = TMath::Max(xp2,xp4);
 521          x2 = TMath::Min(xp2+dy*kx,xch+3.5*fOrigSigmaX); //end of integration
 522
 523         Int_t nx = TMath::Max(Int_t(fNdiv*TMath::Exp(-(x1-xch)*(x1-xch)/(2*fOrigSigmaX*fOrigSigmaX))*
 524                                     TMath::Exp(-(y1-fCurrentY)*(y1-fCurrentY)/(2*fOrigSigmaY*fOrigSigmaY))),2);
 525         Double_t dx = TMath::Min(fOrigSigmaX/Double_t(nx),x2-x1)/5.; //on the border more iteration
 526         Double_t ndx=dx;
 527
 528         if (x2>(x1+kprec)) {
 529           for (Double_t x = x1; x<x2+kprec ;){
 530           //new step SIZE
 531           nx = TMath::Max(Int_t(fNdiv*TMath::Exp(-(x-xch)*(x-xch)/(2*fOrigSigmaX*fOrigSigmaX))),3);
 532           ndx = fOrigSigmaX/Double_t(nx);
 533           if (ndx>(x2-x-dx)) {
 534             ndx =x2-x-dx;
 535           }
 536           if ( ( (x+dx+ndx)<TMath::Max(xp3,xp1)) || ( (x+dx+ndx)>TMath::Min(xp4,xp2))) {
 537             ndx/=5.;
 538           }
 539           if (ndx<kprec) ndx=2*kprec;
 540           //INTEGRAL APROXIMATION
 541           Double_t ddx,ddy,dddx,dddy;
 542           ddx = xch-(x+dx/2.);
 543           ddy = fCurrentY-(y+dy/2.);
 544           dddx = cos*ddx-sin*ddy;
 545           dddy = sin*ddx+cos*ddy;
 546           Double_t z0=fGRF->Eval(dddx,dddy);  //middle point
 547
 548           ddx = xch-(x+dx/2.);
 549           ddy = fCurrentY-(y);
 550           dddx = cos*ddx-sin*ddy;
 551           dddy = sin*ddx+cos*ddy;
 552           Double_t z1=fGRF->Eval(dddx,dddy);  //point down
 553
 554           ddx = xch-(x+dx/2.);
 555           ddy = fCurrentY-(y+dy);
 556           dddx = cos*ddx-sin*ddy;
 557           dddy = sin*ddx+cos*ddy;
 558           Double_t z3=fGRF->Eval(dddx,dddy);  //point up
 559
 560           ddx = xch-(x);
 561           ddy = fCurrentY-(y+dy/2.);
 562           dddx = cos*ddx-sin*ddy;
 563           dddy = sin*ddx+cos*ddy;
 564           Double_t z2=fGRF->Eval(dddx,dddy);  //point left
 565
 566           ddx = xch-(x+dx);
 567           ddy = fCurrentY-(y+dy/2.);
 568           dddx = cos*ddx-sin*ddy;
 569           dddy = sin*ddx+cos*ddy;
 570           Double_t z4=fGRF->Eval(dddx,dddy);  //point right
 571
 572
 573           if (z0<0) {z0=0;z1=0;z2=0;z3=0;z4=0;}
 574
 575           Double_t f2x= (z3+z1-2*z0)*4.;//second derivation in y
 576           Double_t f2y= (z2+z4-2*z0)*4.;//second derivation in x
 577           Double_t f1y= (z3-z1);
 578           Double_t z ;
 579           z = (z0+f2x/6.+f2y/6.);//second order aproxiation of integral
 580           if (kx>kprec){  //positive derivation
 581             if (x<(xp1+dy*kx)){                //calculate volume at left border
 582               Double_t xx1  = x;
 583               Double_t xx2  = TMath::Min(x+dx,xp1+dy*kx);
 584               Double_t yy1  = y+(xx1-xp1)/kx;
 585               Double_t yy2  = TMath::Min(y+(xx2-xp1)/kx,y+dy);
 586               z=z0;
 587               if (yy2<y+dy) {
 588                 z-= z0*(y+dy-yy2)/dy; //constant part rectangle
 589                 z-= f1y*(xx2-xx1)*(y+dy-yy2)*(y+dy-yy2)/(2.*dx*dy);
 590               }
 591               z-=z0*(xx2-xx1)*(yy2-yy1)/(2*dx*dy); //constant part rectangle
 592
 593             }
 594             if (x>xp2){          //calculate volume at right  border
 595               Double_t xx1  = x;
 596               Double_t xx2  = x+dx;
 597               Double_t yy1  = y+(xx1-xp2)/kx;
 598               Double_t yy2  = y+(xx2-xp2)/kx;
 599               z=z0;
 600               //rectangle part
 601               z-=z0*(yy1-y)/dy; //constant part
 602               z-=f1y*(xx2-xx1)*(yy1-y)*(yy1-y)/(2*dx*dy);
 603               //triangle part
 604               z-=z0*(xx2-xx1)*(yy2-yy1)/(2*dx*dy); //constant part
 605             }
 606           }
 607           if (kx<-kprec){ //negative  derivation
 608             if (x<(xp1+dy*kx)){       //calculate volume at left border
 609               Double_t xx1  = x;
 610               Double_t xx2  = TMath::Min(x+dx,xp3-dy/kx);
 611               Double_t yy1  = y+(xx1-xp1)/kx;
 612               Double_t yy2  = TMath::Max(y,yy1+(xx2-xx1)/kx); //yy2<yy1
 613               z = z0;
 614               z-= z0*(yy2-y)/dy; // constant part rectangle
 615               z-= f1y*(xx2-xx1)*(yy2-y)*(yy2-y)/(2.*dx*dy);
 616               z-=z0*(xx2-xx1)*(yy1-yy2)/(2*dx*dy); //constant part triangle
 617             }
 618             if (x>xp2){       //calculate volume at right  border
 619               Double_t xx1  = TMath::Max(x,xp2+dy*kx);
 620               Double_t xx2  = x+dx;
 621               Double_t yy1  = TMath::Min(y+dy,y-(xp2-xx1)/kx);
 622               Double_t yy2  = y-(xp2-xx2)/kx;
 623               z=z0;
 624               z-=z0*(yy2-y)/dy;  //constant part rextangle
 625               z-= f1y*(xx2-xx1)*(yy2-y)*(yy2-y)/(2.*dx*dy);
 626               z-=z0*(xx2-xx1)*(yy1-yy2)/(2*dx*dy); //constant part triangle
 627             }
 628           }
 629
 630           if (z>0.)           sumch+=fKNorm*z*dx*dy/fInteg;
 631
 632           x+=dx;
 633           dx = ndx;
 634         }; //loop over x
 635         fcharge[i]+=sumch;
 636         }//if x2>x1
 637         y+=dy;
 638         dy =ndy;
 639       }//step over different y
 640       k*=-1.;
 641     }//step over chevron
 642
 643    }//step over different points on line NPRF
 644 }
 645
 646 void AliTPCPRF2D::UpdateSigma()
 647 {
 648   //
 649   //calulate effective sigma X and sigma y of PRF
 650   fMeanX = 0;
 651   fMeanY = 0;
 652   fSigmaX = 0;
 653   fSigmaY = 0;
 654
 655   Float_t sum =0;
 656   Int_t i;
 657   Float_t x,y;
 658
 659   for (i=-1; i<=fNYdiv; i++){
 660     if (fNYdiv == 1) y = fY1;
 661     else
 662       y = fY1+Float_t(i)*(fY2-fY1)/Float_t(fNYdiv-1);
 663     for (x =-fNPRF*fDStep; x<fNPRF*fDStep;x+=fDStep)
 664       {
 665         //x in cm fWidth in cm
 666         Float_t weight = GetPRF(x,y);
 667         fSigmaX+=x*x*weight;
 668         fSigmaY+=y*y*weight;
 669         fMeanX+=x*weight;
 670         fMeanY+=y*weight;
 671         sum+=weight;
 672     };
 673   }
 674   if (sum>0){
 675     fMeanX/=sum;
 676     fMeanY/=sum;
 677     fSigmaX = TMath::Sqrt(fSigmaX/sum-fMeanX*fMeanX);
 678     fSigmaY = TMath::Sqrt(fSigmaY/sum-fMeanY*fMeanY);
 679   }
 680   else fSigmaX=0;
 681 }
 682
 683
 684 void AliTPCPRF2D::Streamer(TBuffer &R__b)
 685 {
 686    // Stream an object of class AliTPCPRF2D
 687
 688    if (R__b.IsReading()) {
 689       UInt_t R__s, R__c;
 690       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(&R__s, &R__c);
 691       AliTPCPRF2D::Class()->ReadBuffer(R__b, this, R__v, R__s, R__c);
 692       //read functions
 693       if (strncmp(fType,"User",3)!=0){
 694         delete fGRF;
 695         if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0)
 696           fGRF = new TF2("fun",funGauss2D,-5.,5.,-5.,5.,4);
 697         if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0)
 698           fGRF = new TF2("fun",funCosh2D,-5.,5.,-5.,5.,4);
 699         if (strncmp(fType,"Gati",3)==0)
 700           fGRF = new TF2("fun",funGati2D,-5.,5.,-5.,5.,5);
 701         if (fGRF!=0) fGRF->SetParameters(funParam);
 702       }
 703       //calculate conversion coefitient to convert position to virtual wire
 704       fDYtoWire=Float_t(fNYdiv-1)/(fY2-fY1);
 705       fDStepM1=1/fDStep;
 706    } else {
 707       AliTPCPRF2D::Class()->WriteBuffer(R__b,this);
 708    }
 709 }
 710
 711
 712 TH1F *  AliTPCPRF2D::GenerDrawXHisto(Float_t x1, Float_t x2,Float_t y)
 713 {
 714   //gener one dimensional hist of pad response function
 715   //  at position y
 716   char s[100];
 717   const Int_t kn=200;
 718   sprintf(s,"Pad Response Function");
 719   TH1F * hPRFc = new TH1F("hPRFc",s,kn+1,x1,x2);
 720   Float_t x=x1;
 721   Float_t y1;
 722
 723   for (Int_t i = 0;i<kn+1;i++)
 724     {
 725       x+=(x2-x1)/Float_t(kn);
 726       y1 = GetPRF(x,y);
 727       hPRFc->Fill(x,y1);
 728     };
 729   hPRFc->SetXTitle("pad  (cm)");
 730   return hPRFc;
 731 }
 732
 733 AliH2F * AliTPCPRF2D::GenerDrawHisto(Float_t x1, Float_t x2, Float_t y1, Float_t y2, Int_t Nx, Int_t Ny)
 734 {
 735   //
 736   //gener two dimensional histogram with PRF
 737   //
 738   char s[100];
 739   sprintf(s,"Pad Response Function");
 740   AliH2F * hPRFc = new AliH2F("hPRFc",s,Nx,x1,x2,Ny,y1,y2);
 741   Float_t dx=(x2-x1)/Float_t(Nx);
 742   Float_t dy=(y2-y1)/Float_t(Ny) ;
 743   Float_t x,y,z;
 744   x = x1;
 745   y = y1;
 746   for ( Int_t i  = 0;i<=Nx;i++,x+=dx){
 747     y=y1;
 748     for (Int_t j  = 0;j<=Ny;j++,y+=dy){
 749       z = GetPRF(x,y);
 750       hPRFc->SetCellContent(i,j,z);
 751     };
 752   };
 753   hPRFc->SetXTitle("pad direction (cm)");
 754   hPRFc->SetYTitle("pad row  direction (cm)");
 755   hPRFc->SetTitleOffset(1.5,"X");
 756   hPRFc->SetTitleOffset(1.5,"Y");
 757   return hPRFc;
 758 }
 759
 760
 761 AliH2F * AliTPCPRF2D::GenerDrawDistHisto(Float_t x1, Float_t x2, Float_t y1, Float_t y2, Int_t Nx, Int_t Ny, Float_t  thr)
 762 {
 763   //return histogram with distortion
 764   const Float_t kminth=0.00001;
 765   if (thr<kminth) thr=kminth;
 766   char s[100];
 767   sprintf(s,"COG distortion of PRF (threshold=%2.2f)",thr);
 768   AliH2F * hPRFDist = new AliH2F("hDistortion",s,Nx,x1,x2,Ny,y1,y2);
 769   Float_t dx=(x2-x1)/Float_t(Nx);
 770   Float_t dy=(y2-y1)/Float_t(Ny) ;
 771   Float_t x,y,z,ddx;
 772   x=x1;
 773   for ( Int_t i  = 0;i<=Nx;i++,x+=dx){
 774     y=y1;
 775     for(Int_t j  = 0;j<=Ny;j++,y+=dy)
 776       {
 777         Float_t sumx=0;
 778         Float_t sum=0;
 779         for (Int_t k=-3;k<=3;k++)
 780           {
 781             Float_t padx=Float_t(k)*fWidth;
 782             z = GetPRF(x-padx,y);
 783             if (z>thr){
 784               sum+=z;
 785               sumx+=z*padx;
 786             }
 787           };
 788         if (sum>kminth)
 789           {
 790             ddx = (x-(sumx/sum));
 791           }
 792         else ddx=-1;
 793         if (TMath::Abs(ddx)<10)         hPRFDist->SetCellContent(i,j,ddx);
 794       }
 795   }
 796
 797   hPRFDist->SetXTitle("pad direction (cm)");
 798   hPRFDist->SetYTitle("pad row  direction (cm)");
 799   hPRFDist->SetTitleOffset(1.5,"X");
 800   hPRFDist->SetTitleOffset(1.5,"Y");
 801   return hPRFDist;
 802 }
 803
 804
 805
 806
 807
 808 void AliTPCPRF2D::DrawX(Float_t x1 ,Float_t x2,Float_t y1,Float_t y2, Int_t N)
 809 {
 810   //
 811   //draw pad response function at interval <x1,x2> at  given y position
 812   //
 813   if (N<0) return;
 814   TCanvas  * c1 = new TCanvas("PRFX","Pad response function",700,900);
 815   c1->cd();
 816
 817   TPaveText * comment = new TPaveText(0.05,0.02,0.95,0.20,"NDC");
 818   comment->SetTextAlign(12);
 819   comment->SetFillColor(42);
 820   DrawComment(comment);
 821   comment->Draw();
 822   c1->cd();
 823
 824   TPad * pad2 = new TPad("pPRF","",0.05,0.22,0.95,0.95);
 825   pad2->Divide(2,(N+1)/2);
 826   pad2->Draw();
 827   gStyle->SetOptFit(1);
 828   gStyle->SetOptStat(1);
 829   for (Int_t i=0;i<N;i++){
 830     char ch[200];
 831     Float_t y;
 832     if (N==1) y=y1;
 833     else y = y1+i*(y2-y1)/Float_t(N-1);
 834     pad2->cd(i+1);
 835     TH1F * hPRFc =GenerDrawXHisto(x1, x2,y);
 836     sprintf(ch,"PRF at wire position: %2.3f",y);
 837     hPRFc->SetTitle(ch);
 838     sprintf(ch,"PRF %d",i);
 839     hPRFc->SetName(ch);
 840      hPRFc->Fit("gaus");
 841   }
 842
 843 }
 844
 845
 846
 847 void AliTPCPRF2D::DrawPRF(Float_t x1 ,Float_t x2,Float_t y1, Float_t y2, Int_t Nx, Int_t Ny)
 848 {
 849   //
 850   //
 851   TCanvas  * c1 = new TCanvas("canPRF","Pad response function",700,900);
 852   c1->cd();
 853   TPad * pad2 = new TPad("pad2PRF","",0.05,0.22,0.95,0.95);
 854   pad2->Draw();
 855   gStyle->SetOptFit(1);
 856   gStyle->SetOptStat(1);
 857   TH2F * hPRFc = GenerDrawHisto(x1, x2, y1, y2, Nx,Ny);
 858   pad2->cd();
 859   hPRFc->Draw("surf");
 860   c1->cd();
 861   TPaveText * comment = new TPaveText(0.05,0.02,0.95,0.20,"NDC");
 862   comment->SetTextAlign(12);
 863   comment->SetFillColor(42);
 864   DrawComment(comment);
 865   comment->Draw();
 866 }
 867
 868 void AliTPCPRF2D::DrawDist(Float_t x1 ,Float_t x2,Float_t y1, Float_t y2, Int_t Nx, Int_t Ny, Float_t thr)
 869 {
 870   //
 871   //draw distortion of the COG method - for different threshold parameter
 872   TCanvas  * c1 = new TCanvas("padDistortion","COG distortion",700,900);
 873   c1->cd();
 874   TPad * pad1 = new TPad("dist","",0.05,0.55,0.95,0.95,21);
 875   pad1->Draw();
 876   TPad * pad2 = new TPad("dist","",0.05,0.22,0.95,0.53,21);
 877   pad2->Draw();
 878   gStyle->SetOptFit(1);
 879   gStyle->SetOptStat(0);
 880
 881   AliH2F * hPRFDist = GenerDrawDistHisto(x1, x2, y1, y2, Nx,Ny,thr);
 882
 883   pad1->cd();
 884   hPRFDist->Draw("surf");
 885   Float_t distmax =hPRFDist->GetMaximum();
 886   Float_t distmin =hPRFDist->GetMinimum();
 887   gStyle->SetOptStat(1);
 888
 889   TH1F * dist = hPRFDist->GetAmplitudes(distmin,distmax,distmin-1);
 890   pad2->cd();
 891   dist->Draw();
 892   c1->cd();
 893   TPaveText * comment = new TPaveText(0.05,0.02,0.95,0.20,"NDC");
 894   comment->SetTextAlign(12);
 895   comment->SetFillColor(42);
 896   DrawComment(comment);
 897   comment->Draw();
 898 }
 899
 900 void AliTPCPRF2D::DrawComment(TPaveText *comment)
 901 {
 902   //
 903   //function to write comment to picture
 904
 905   char s[100];
 906   //draw comments to picture
 907   TText * title = comment->AddText("Pad Response Function  parameters:");
 908   title->SetTextSize(0.03);
 909   sprintf(s,"Height of pad:  %2.2f cm",fHeightFull);
 910   comment->AddText(s);
 911   sprintf(s,"Width pad:  %2.2f cm",fWidth);
 912   comment->AddText(s);
 913   sprintf(s,"Pad Angle:  %2.2f ",fPadAngle);
 914   comment->AddText(s);
 915
 916   if (TMath::Abs(fK)>0.0001){
 917     sprintf(s,"Height of one chevron unit h:  %2.2f cm",2*fHeightS);
 918     comment->AddText(s);
 919     sprintf(s,"Overlap factor:  %2.2f",fK);
 920     comment->AddText(s);
 921   }
 922
 923   if (strncmp(fType,"User",3)==0){
 924     sprintf(s,"Charge distribution - user defined function  %s ",fGRF->GetTitle());
 925     comment->AddText(s);
 926     sprintf(s,"Sigma x of charge distribution: %2.2f ",fOrigSigmaX);
 927     comment->AddText(s);
 928     sprintf(s,"Sigma y of charge distribution: %2.2f ",fOrigSigmaY);
 929     comment->AddText(s);
 930   }
 931   if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0){
 932     sprintf(s,"Gauss charge distribution");
 933     comment->AddText(s);
 934     sprintf(s,"Sigma x of charge distribution: %2.2f ",fOrigSigmaX);
 935     comment->AddText(s);
 936     sprintf(s,"Sigma y of charge distribution: %2.2f ",fOrigSigmaY);
 937     comment->AddText(s);
 938   }
 939   if (strncmp(fType,"Gati",3)==0){
 940     sprintf(s,"Gati charge distribution");
 941     comment->AddText(s);
 942     sprintf(s,"K3X of Gati : %2.2f ",fK3X);
 943     comment->AddText(s);
 944     sprintf(s,"K3Y of Gati: %2.2f ",fK3Y);
 945     comment->AddText(s);
 946     sprintf(s,"Wire to Pad Distance: %2.2f ",fPadDistance);
 947     comment->AddText(s);
 948   }
 949   if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0){
 950     sprintf(s,"Cosh charge distribution");
 951     comment->AddText(s);
 952     sprintf(s,"Sigma x of charge distribution: %2.2f ",fOrigSigmaX);
 953     comment->AddText(s);
 954     sprintf(s,"Sigma y of charge distribution: %2.2f ",fOrigSigmaY);
 955     comment->AddText(s);
 956   }
 957   sprintf(s,"Normalisation: %2.2f ",fKNorm);
 958   comment->AddText(s);
 959 }
 960