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