Updated from the TPC-PreRelease branch
[u/mrichter/AliRoot.git] / TPC / AliTPCParamSR.cxx
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3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
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14  **************************************************************************/
15
16 /*
17 $Log$
18 Revision 1.2.4.2  2000/06/14 16:48:24  kowal2
19 Parameter setting improved. Removed compiler warnings
20
21 Revision 1.2.4.1  2000/06/09 07:55:39  kowal2
22
23 Updated defaults
24
25 Revision 1.2  2000/04/17 09:37:33  kowal2
26 removed obsolete AliTPCDigitsDisplay.C
27
28 Revision 1.1.4.2  2000/04/10 11:36:13  kowal2
29
30 New Detector parameters handling class
31
32 */
33
34 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
35 //  Manager and of geomety  classes for set: TPC                     //
36 //                                                                   //
37 //  !sectors are numbered from  0                                     //
38 //  !pad rows are numbered from 0                                     //
39 //  
40 //  27.7.   - AliTPCPaaramSr object for TPC 
41 //            TPC with straight pad rows 
42 //  Origin:  Marian Ivanov, Uni. of Bratislava, ivanov@fmph.uniba.sk // 
43 //                                                                   //  
44 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
45
46
47 #include <iostream.h>
48 #include <TMath.h>
49 #include <TObject.h>
50 #include <AliTPCParamSR.h>
51 #include "AliTPCPRF2D.h"
52 #include "AliTPCRF1D.h"
53
54
55
56 ClassImp(AliTPCParamSR)
57 const static  Int_t kMaxRows=600;
58 const static  Float_t  kEdgeSectorSpace = 2.5;
59 const static Float_t kFacSigmaPadRow=3.;
60 const static Float_t kFacSigmaPad=3.;
61 const static Float_t kFacSigmaTime=3.;
62
63
64 AliTPCParamSR::AliTPCParamSR()
65 {   
66   //
67   //constructor set the default parameters
68   fInnerPRF=0;
69   fOuterPRF=0;
70   fTimeRF = 0;
71   fFacSigmaPadRow = Float_t(kFacSigmaPadRow);
72   fFacSigmaPad = Float_t(kFacSigmaPad);
73   fFacSigmaTime = Float_t(kFacSigmaTime);
74
75
76   SetDefault();
77   Update();
78 }
79
80 AliTPCParamSR::~AliTPCParamSR()
81 {
82   //
83   //destructor destroy some dynmicaly alocated variables
84   if (fInnerPRF != 0) delete fInnerPRF;
85   if (fOuterPRF != 0) delete fOuterPRF;
86   if (fTimeRF != 0) delete fTimeRF;
87 }
88
89 void AliTPCParamSR::SetDefault()
90 {
91   //set default TPC param   
92   fbStatus = kFALSE;
93   AliTPCParam::SetDefault();  
94 }  
95
96 Int_t  AliTPCParamSR::CalcResponse(Float_t* xyz, Int_t * index, Int_t row)
97 {
98   //
99   //calculate bin response as function of the input position -x 
100   //return number of valid response bin
101   //
102   //we suppose that coordinate is expressed in float digits 
103   // it's mean coordinate system 8
104   //xyz[0] - float padrow xyz[1] is float pad  (center pad is number 0) and xyz[2] is float time bin
105   if ( (fInnerPRF==0)||(fOuterPRF==0)||(fTimeRF==0) ){ 
106     Error("AliTPCParamSR", "response function was not adjusted");
107     return -1;
108   }
109   
110   Float_t sfpadrow;   // sigma of response function
111   Float_t sfpad;      // sigma  of 
112   Float_t sftime= fFacSigmaTime*fTimeRF->GetSigma()/fZWidth;     //3 sigma of time response
113   if (index[1]<fNInnerSector){
114     sfpadrow =fFacSigmaPadRow*fInnerPRF->GetSigmaY()/fInnerPadPitchLength;
115     sfpad    =fFacSigmaPad*fInnerPRF->GetSigmaX()/fInnerPadPitchWidth;
116   }else{
117     sfpadrow =fFacSigmaPadRow*fOuterPRF->GetSigmaY()/fOuterPadPitchLength;
118     sfpad    =fFacSigmaPad*fOuterPRF->GetSigmaX()/fOuterPadPitchWidth;
119   }
120
121   Int_t fpadrow = TMath::Max(TMath::Nint(index[2]+xyz[0]-sfpadrow),0);  //"first" padrow
122   Int_t fpad    = TMath::Nint(xyz[1]-sfpad);     //first pad
123   Int_t ftime   = TMath::Max(TMath::Nint(xyz[2]+GetZOffset()/GetZWidth()-sftime),0);  // first time
124   Int_t lpadrow = TMath::Min(TMath::Nint(index[2]+xyz[0]+sfpadrow),fpadrow+19);  //"last" padrow
125   lpadrow       = TMath::Min(GetNRow(index[1])-1,lpadrow);
126   Int_t lpad    = TMath::Min(TMath::Nint(xyz[1]+sfpad),fpad+19);     //last pad
127   Int_t ltime   = TMath::Min(TMath::Nint(xyz[2]+GetZOffset()/GetZWidth()+sftime),ftime+19);    // last time
128   ltime         = TMath::Min(ltime,GetMaxTBin()-1); 
129  
130   if (row>=0) { //if we are interesting about given pad row
131     if (fpadrow<=row) fpadrow =row;
132     else 
133       return 0;
134     if (lpadrow>=row) lpadrow = row;
135     else 
136       return 0;
137   }
138
139  
140   Float_t  padres[20][20];  //I don't expect bigger number of bins
141   Float_t  timeres[20];     
142   Int_t cindex3=0;
143   Int_t cindex=0;
144   Float_t cweight = 0;
145   if (fpadrow>=0) {
146   //calculate padresponse function    
147   Int_t padrow, pad;
148   for (padrow = fpadrow;padrow<=lpadrow;padrow++)
149     for (pad = fpad;pad<=lpad;pad++){
150       Float_t dy = (-xyz[0]+Float_t(index[2]-padrow));
151       Float_t dx = (-xyz[1]+Float_t(pad));
152       if (index[1]<fNInnerSector)
153         padres[padrow-fpadrow][pad-fpad]=fInnerPRF->GetPRF(dx*fInnerPadPitchWidth,dy*fInnerPadPitchLength);
154       else
155         padres[padrow-fpadrow][pad-fpad]=fOuterPRF->GetPRF(dx*fOuterPadPitchWidth,dy*fOuterPadPitchLength);          }
156   //calculate time response function
157   Int_t time;
158   for (time = ftime;time<=ltime;time++) 
159     timeres[time-ftime]= fTimeRF->GetRF((-xyz[2]+Float_t(time))*fZWidth);     
160   //write over threshold values to stack
161   for (padrow = fpadrow;padrow<=lpadrow;padrow++)
162     for (pad = fpad;pad<=lpad;pad++)
163       for (time = ftime;time<=ltime;time++){
164         cweight = timeres[time-ftime]*padres[padrow-fpadrow][pad-fpad];
165         if (cweight>fResponseThreshold) {
166           fResponseBin[cindex3]=padrow;
167           fResponseBin[cindex3+1]=pad;
168           fResponseBin[cindex3+2]=time;
169           cindex3+=3;  
170           fResponseWeight[cindex]=cweight;
171           cindex++;
172         }
173       }
174   }
175   fCurrentMax=cindex;   
176   return fCurrentMax;
177 }
178
179 void AliTPCParamSR::TransformTo8(Float_t *xyz, Int_t *index) const
180 {
181   //
182   // transformate point to digit coordinate
183   //
184   if (index[0]==0) Transform0to1(xyz,index);
185   if (index[0]==1) Transform1to2(xyz,index);
186   if (index[0]==2) Transform2to3(xyz,index);
187   if (index[0]==3) Transform3to4(xyz,index);
188   if (index[0]==4) Transform4to8(xyz,index);
189 }
190
191 void AliTPCParamSR::TransformTo2(Float_t *xyz, Int_t *index) const
192 {
193   //
194   //transformate point to rotated coordinate
195   //
196   //we suppose that   
197   if (index[0]==0) Transform0to1(xyz,index);
198   if (index[0]==1) Transform1to2(xyz,index);
199   if (index[0]==4) Transform4to3(xyz,index);
200   if (index[0]==8) {  //if we are in digit coordinate system transform to global
201     Transform8to4(xyz,index);
202     Transform4to3(xyz,index);  
203   }
204 }
205
206 void AliTPCParamSR::CRXYZtoXYZ(Float_t *xyz,
207                const Int_t &sector, const Int_t & padrow, Int_t option) const  
208 {  
209   //transform relative coordinates to absolute
210   Bool_t rel = ( (option&2)!=0);
211   Int_t index[2]={sector,padrow};
212   if (rel==kTRUE)      Transform4to3(xyz,index);//if the position is relative to pad row  
213   Transform2to1(xyz,index);
214 }
215
216 void AliTPCParamSR::XYZtoCRXYZ(Float_t *xyz,
217                              Int_t &sector, Int_t & padrow, Int_t option) const
218 {
219    //transform global position to the position relative to the sector padrow
220   //if option=0  X calculate absolute            calculate sector
221   //if option=1  X           absolute            use input sector
222   //if option=2  X           relative to pad row calculate sector
223   //if option=3  X           relative            use input sector
224   //!!!!!!!!! WE start to calculate rows from row = 0
225   Int_t index[2];
226   Bool_t rel = ( (option&2)!=0);  
227
228   //option 0 and 2  means that we don't have information about sector
229   if ((option&1)==0)   Transform0to1(xyz,index);  //we calculate sector number 
230   else
231     index[0]=sector;
232   Transform1to2(xyz,index);
233   Transform2to3(xyz,index);
234   //if we store relative position calculate position relative to pad row
235   if (rel==kTRUE) Transform3to4(xyz,index);
236   sector = index[0];
237   padrow = index[1];
238 }
239
240 Float_t AliTPCParamSR::GetPrimaryLoss(Float_t *x, Int_t *index, Float_t *angle)
241 {
242   //
243   //
244   Float_t padlength=GetPadPitchLength(index[1]);
245   Float_t a1=TMath::Sin(angle[0]);
246   a1*=a1;
247   Float_t a2=TMath::Sin(angle[1]);
248   a2*=a2;
249   Float_t length =padlength*TMath::Sqrt(1+a1+a2);
250   return length*fNPrimLoss;
251 }
252
253 Float_t AliTPCParamSR::GetTotalLoss(Float_t *x, Int_t *index, Float_t *angle)
254 {
255   //
256   //
257   Float_t padlength=GetPadPitchLength(index[1]);
258   Float_t a1=TMath::Sin(angle[0]);
259   a1*=a1;
260   Float_t a2=TMath::Sin(angle[1]);
261   a2*=a2;
262   Float_t length =padlength*TMath::Sqrt(1+a1+a2);
263   return length*fNTotalLoss;
264   
265 }
266
267
268 void AliTPCParamSR::GetClusterSize(Float_t *x, Int_t *index, Float_t *angle, Int_t mode, Float_t *sigma)
269 {
270   //
271   //return cluster sigma2 (x,y) for particle at position x
272   // in this case x coordinata is in drift direction
273   //and y in pad row direction
274   //we suppose that input coordinate system is digit system
275    
276   Float_t  xx;
277   Float_t lx[3] = {x[0],x[1],x[2]};
278   Int_t   li[3] = {index[0],index[1],index[2]};
279   TransformTo2(lx,li);
280   //  Float_t  sigmadiff;
281   sigma[0]=0;
282   sigma[1]=0;
283   
284   xx = lx[2];  //calculate drift length in cm
285   if (xx>0) {
286     sigma[0]+= xx*GetDiffL()*GetDiffL();
287     sigma[1]+= xx*GetDiffT()*GetDiffT(); 
288   }
289
290
291   //sigma[0]=sigma[1]=0;
292   if (GetTimeRF()!=0) sigma[0]+=GetTimeRF()->GetSigma()*GetTimeRF()->GetSigma();
293   if ( (index[1]<fNInnerSector) &&(GetInnerPRF()!=0))   
294     sigma[1]+=GetInnerPRF()->GetSigmaX()*GetInnerPRF()->GetSigmaX();
295   if ( (index[1]>=fNInnerSector) && (GetOuterPRF()!=0))
296     sigma[1]+=GetOuterPRF()->GetSigmaX()*GetOuterPRF()->GetSigmaX();
297
298
299   sigma[0]/= GetZWidth()*GetZWidth();
300   sigma[1]/=GetPadPitchWidth(index[0])*GetPadPitchWidth(index[0]);
301 }
302
303
304
305
306 void AliTPCParamSR::GetSpaceResolution(Float_t *x, Int_t *index, Float_t *angle, 
307                                        Float_t amplitude, Int_t mode, Float_t *sigma)
308 {
309   //
310   //
311   //
312   
313 }
314 Float_t  AliTPCParamSR::GetAmp(Float_t *x, Int_t *index, Float_t *angle)
315 {
316   //
317   //
318   //
319   return 0;
320 }
321
322 Float_t * AliTPCParamSR::GetAnglesAccMomentum(Float_t *x, Int_t * index, Float_t* momentum, Float_t *angle)
323 {
324   //
325   //calculate angle of track to padrow at given position
326   // for given magnetic field and momentum of the particle
327   //
328
329   TransformTo2(x,index);
330   AliDetectorParam::GetAnglesAccMomentum(x,index,momentum,angle);    
331   Float_t addangle = TMath::ASin(x[1]/GetPadRowRadii(index[1],index[2]));
332   angle[1] +=addangle;
333   return angle;                          
334 }
335
336          
337 Bool_t AliTPCParamSR::Update()
338 {
339   
340   //
341   // update some calculated parameter which must be updated after changing "base"
342   // parameters 
343   // for example we can change size of pads and according this recalculate number
344   // of pad rows, number of of pads in given row ....
345   Int_t i;
346   if (AliTPCParam::Update()==kFALSE) return kFALSE;
347   fbStatus = kFALSE;
348
349   // adjust lower sectors pad row positions and pad numbers 
350   fNRowLow   =  (Int_t(1.001+((fRInnerLastWire-fRInnerFirstWire)/fInnerWWPitch))
351                -2*fInnerDummyWire)/fNInnerWiresPerPad;  
352   if ( kMaxRows<fNRowLow) fNRowUp = kMaxRows;
353   if (1>fNRowLow) return kFALSE;
354  
355   //Float_t firstpad = fRInnerFirstWire+(fInnerDummyWire-0.5)*fInnerWWPitch
356   //    +fInnerPadPitchLength/2.;
357   Float_t lastpad = fRInnerLastWire-(fInnerDummyWire-0.5)*fInnerWWPitch
358     -fInnerPadPitchLength/2.;
359   Float_t firstpad = lastpad-Float_t(fNRowLow-1)*fInnerPadPitchLength;
360   
361   for (i = 0;i<fNRowLow;i++) 
362     {
363        Float_t x  = firstpad +fInnerPadPitchLength*(Float_t)i;       
364        Float_t y = (x-0.5*fInnerPadPitchLength)*tan(fInnerAngle/2.)-fInnerWireMount-
365                     fInnerPadPitchWidth/2.;
366        fPadRowLow[i] = x;
367        fNPadsLow[i] = 1+2*(Int_t)(y/fInnerPadPitchWidth) ;
368        }
369
370   // adjust upper sectors pad row positions and pad numbers
371   fNRowUp   = (Int_t(1.001+((fROuterLastWire-fROuterFirstWire)/fOuterWWPitch))
372                -2*fOuterDummyWire)/fNOuterWiresPerPad; 
373   if ( kMaxRows<fNRowUp) fNRowUp = kMaxRows;
374   if (1>fNRowUp) return kFALSE;
375   firstpad = fROuterFirstWire+(fOuterDummyWire-0.5)*fOuterWWPitch
376     +fOuterPadPitchLength/2.;
377  
378   for (i = 0;i<fNRowUp;i++) 
379     {
380        Float_t x  = firstpad + fOuterPadPitchLength*(Float_t)i;      
381        Float_t y = (x-0.5*fOuterPadPitchLength)*tan(fOuterAngle/2.)-fOuterWireMount-
382                     fInnerPadPitchWidth/2.;
383        fPadRowUp[i] = x;
384        fNPadsUp[i] = 1+2*(Int_t)(y/fOuterPadPitchWidth) ;
385     }
386   fNtRows = fNInnerSector*fNRowLow+fNOuterSector*fNRowUp;
387   return kTRUE;
388 }
389
390
391
392 void AliTPCParamSR::Streamer(TBuffer &R__b)
393 {
394    // Stream an object of class AliTPC.
395
396    if (R__b.IsReading()) {
397       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(); if (R__v) { }
398       //      TObject::Streamer(R__b);
399       AliTPCParam::Streamer(R__b);
400       //      if (R__v < 2) return;
401        Update();
402    } else {
403       R__b.WriteVersion(AliTPCParamSR::IsA());
404       //TObject::Streamer(R__b);  
405       AliTPCParam::Streamer(R__b);    
406    }
407 }
408
409
410
411