Several pointers were set to zero in the default constructors to avoid memory managem...
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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