TPC/AliTPCRF1D.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  2000/06/30 12:07:50  kowal2
  19 Updated from the TPC-PreRelease branch
  20
  21 Revision 1.5.4.3  2000/06/26 07:39:42  kowal2
  22 Changes to obey the coding rules
  23
  24 Revision 1.5.4.2  2000/06/25 08:38:41  kowal2
  25 Splitted from AliTPCtracking
  26
  27 Revision 1.5.4.1  2000/06/14 16:48:24  kowal2
  28 Parameter setting improved. Removed compiler warnings
  29
  30 Revision 1.5  2000/04/17 09:37:33  kowal2
  31 removed obsolete AliTPCDigitsDisplay.C
  32
  33 Revision 1.4.8.2  2000/04/10 08:53:09  kowal2
  34
  35 Updates by M. Ivanov
  36
  37
  38 Revision 1.4  1999/09/29 09:24:34  fca
  39 Introduction of the Copyright and cvs Log
  40
  41 */
  42
  43 //-----------------------------------------------------------------------------
  44 //
  45 //
  46 //
  47 //  Origin:   Marian Ivanov, Uni. of Bratislava, ivanov@fmph.uniba.sk
  48 //
  49 //  Declaration of class AliTPCRF1D
  50 //
  51 //-----------------------------------------------------------------------------
  52
  53 //
  54
  55 #include "TMath.h"
  56 #include "AliTPCRF1D.h"
  57 #include "TF2.h"
  58 #include <iostream.h>
  59 #include "TCanvas.h"
  60 #include "TPad.h"
  61 #include "TStyle.h"
  62 #include "TH1.h"
  63
  64 extern TStyle * gStyle;
  65
  66 Int_t   AliTPCRF1D::fgNRF=100;  //default  number of interpolation points
  67 Float_t AliTPCRF1D::fgRFDSTEP=0.01; //default step in cm
  68
  69 static Double_t funGauss(Double_t *x, Double_t * par)
  70 {
  71   //Gauss function  -needde by the generic function object
  72   return TMath::Exp(-(x[0]*x[0])/(2*par[0]*par[0]));
  73 }
  74
  75 static Double_t funCosh(Double_t *x, Double_t * par)
  76 {
  77   //Cosh function  -needde by the generic function object
  78   return 1/TMath::CosH(3.14159*x[0]/(2*par[0]));
  79 }
  80
  81 static Double_t funGati(Double_t *x, Double_t * par)
  82 {
  83   //Gati function  -needde by the generic function object
  84   Float_t k3=par[1];
  85   Float_t k3R=TMath::Sqrt(k3);
  86   Float_t k2=(TMath::Pi()/2)*(1-k3R/2.);
  87   Float_t k1=k2*k3R/(4*TMath::ATan(k3R));
  88   Float_t l=x[0]/par[0];
  89   Float_t tan2=TMath::TanH(k2*l);
  90   tan2*=tan2;
  91   Float_t res = k1*(1-tan2)/(1+k3*tan2);
  92   return res;
  93 }
  94
  95 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  96 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  97
  98 ClassImp(AliTPCRF1D)
  99
 100
 101 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(Bool_t direct,Int_t np,Float_t step)
 102 {
 103   //default constructor for response function object
 104   fDirect=direct;
 105   if (np!=0)fNRF = np;
 106   else (fNRF=fgNRF);
 107   fcharge = new Float_t[fNRF];
 108   if (step>0) fDSTEPM1=1./step;
 109   else fDSTEPM1 = 1./fgRFDSTEP;
 110   fSigma = 0;
 111   fGRF = 0;
 112   fkNorm = 0.5;
 113   fpadWidth = 3.5;
 114   forigsigma=0.;
 115   fOffset = 0.;
 116 }
 117
 118 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(const AliTPCRF1D &prf)
 119 {
 120   //
 121   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 122   fcharge = new Float_t[fNRF];
 123   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 124   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 125 }
 126
 127 AliTPCRF1D & AliTPCRF1D::operator = (const AliTPCRF1D &prf)
 128 {
 129   //
 130   if (fcharge) delete fcharge;
 131   if (fGRF) delete fGRF;
 132   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 133   fcharge = new Float_t[fNRF];
 134   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 135   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 136   return (*this);
 137 }
 138
 139
 140
 141 AliTPCRF1D::~AliTPCRF1D()
 142 {
 143   //
 144   if (fcharge!=0) delete [] fcharge;
 145   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 146 }
 147
 148 Float_t AliTPCRF1D::GetRF(Float_t xin)
 149 {
 150   //function which return response
 151   //for the charge in distance xin
 152   //return linear aproximation of RF
 153   Float_t x = TMath::Abs((xin-fOffset)*fDSTEPM1)+fNRF/2;
 154   Int_t i1=Int_t(x);
 155   if (x<0) i1-=1;
 156   Float_t res=0;
 157   if (i1+1<fNRF)
 158     res = fcharge[i1]*(Float_t(i1+1)-x)+fcharge[i1+1]*(x-Float_t(i1));
 159   return res;
 160 }
 161
 162 Float_t  AliTPCRF1D::GetGRF(Float_t xin)
 163 {
 164   //function which returnoriginal charge distribution
 165   //this function is just normalised for fKnorm
 166   if (fGRF != 0 )
 167     return fkNorm*fGRF->Eval(xin)/fInteg;
 168       else
 169     return 0.;
 170 }
 171
 172
 173 void AliTPCRF1D::SetParam( TF1 * GRF,Float_t padwidth,
 174                        Float_t kNorm, Float_t sigma)
 175 {
 176   //adjust parameters of the original charge distribution
 177   //and pad size parameters
 178    fpadWidth = padwidth;
 179    fGRF = GRF;
 180    fkNorm = kNorm;
 181    if (sigma==0) sigma= fpadWidth/TMath::Sqrt(12.);
 182    forigsigma=sigma;
 183    fDSTEPM1 = 10/TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 184    sprintf(fType,"User");
 185    //   Update();
 186 }
 187
 188
 189 void AliTPCRF1D::SetGauss(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 190                       Float_t kNorm)
 191 {
 192   //
 193   // set parameters for Gauss generic charge distribution
 194   //
 195   fpadWidth = padWidth;
 196   fkNorm = kNorm;
 197   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 198   fGRF = new TF1("fun",funGauss,-5,5,2);
 199   funParam[0]=sigma;
 200   forigsigma=sigma;
 201   fGRF->SetParameters(funParam);
 202    fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 203   //by default I set the step as one tenth of sigma
 204   sprintf(fType,"Gauss");
 205 }
 206
 207 void AliTPCRF1D::SetCosh(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 208                      Float_t kNorm)
 209 {
 210   //
 211   // set parameters for Cosh generic charge distribution
 212   //
 213   fpadWidth = padWidth;
 214   fkNorm = kNorm;
 215   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 216   fGRF = new TF1("fun", funCosh, -5.,5.,2);
 217   funParam[0]=sigma;
 218   fGRF->SetParameters(funParam);
 219   forigsigma=sigma;
 220   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 221   //by default I set the step as one tenth of sigma
 222   sprintf(fType,"Cosh");
 223 }
 224
 225 void AliTPCRF1D::SetGati(Float_t K3, Float_t padDistance, Float_t padWidth,
 226                      Float_t kNorm)
 227 {
 228   //
 229   // set parameters for Gati generic charge distribution
 230   //
 231   fpadWidth = padWidth;
 232   fkNorm = kNorm;
 233   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 234   fGRF = new TF1("fun", funGati, -5.,5.,2);
 235   funParam[0]=padDistance;
 236   funParam[1]=K3;
 237   fGRF->SetParameters(funParam);
 238   forigsigma=padDistance;
 239   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(padDistance*padDistance+fpadWidth*fpadWidth/12);
 240   //by default I set the step as one tenth of sigma
 241   sprintf(fType,"Gati");
 242 }
 243
 244 void AliTPCRF1D::DrawRF(Float_t x1,Float_t x2,Int_t N)
 245 {
 246   //
 247   //Draw prf in selected region <x1,x2> with nuber of diviision = n
 248   //
 249   char s[100];
 250   TCanvas  * c1 = new TCanvas("canRF","Pad response function",700,900);
 251   c1->cd();
 252   TPad * pad1 = new TPad("pad1RF","",0.05,0.55,0.95,0.95,21);
 253   pad1->Draw();
 254   TPad * pad2 = new TPad("pad2RF","",0.05,0.05,0.95,0.45,21);
 255   pad2->Draw();
 256
 257   sprintf(s,"RF response function for %1.2f cm pad width",
 258           fpadWidth);
 259   pad1->cd();
 260   TH1F * hRFo = new TH1F("hRFo","Original charge distribution",N+1,x1,x2);
 261   pad2->cd();
 262    gStyle->SetOptFit(1);
 263    gStyle->SetOptStat(0);
 264   TH1F * hRFc = new TH1F("hRFc",s,N+1,x1,x2);
 265   Float_t x=x1;
 266   Float_t y1;
 267   Float_t y2;
 268
 269   for (Float_t i = 0;i<N+1;i++)
 270     {
 271       x+=(x2-x1)/Float_t(N);
 272       y1 = GetRF(x);
 273       hRFc->Fill(x,y1);
 274       y2 = GetGRF(x);
 275       hRFo->Fill(x,y2);
 276     };
 277   pad1->cd();
 278   hRFo->Fit("gaus");
 279   pad2->cd();
 280   hRFc->Fit("gaus");
 281 }
 282
 283 void AliTPCRF1D::Update()
 284 {
 285   //
 286   //update fields  with interpolated values for
 287   //PRF calculation
 288
 289   //at the begining initialize to 0
 290   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)  fcharge[i] = 0;
 291   if ( fGRF == 0 ) return;
 292   fInteg  = fGRF->Integral(-5*forigsigma,5*forigsigma,funParam,0.00001);
 293   if ( fInteg == 0 ) fInteg = 1;
 294   if (fDirect==kFALSE){
 295   //integrate charge over pad for different distance of pad
 296   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 297     {      //x in cm fpadWidth in cm
 298       Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 299       Float_t x1=TMath::Max(x-fpadWidth/2,-5*forigsigma);
 300       Float_t x2=TMath::Min(x+fpadWidth/2,5*forigsigma);
 301       fcharge[i] =
 302         fkNorm*fGRF->Integral(x1,x2,funParam,0.0001)/fInteg;
 303     };
 304   }
 305   else{
 306     for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 307       {      //x in cm fpadWidth in cm
 308         Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 309         fcharge[i] = fkNorm*fGRF->Eval(x);
 310       };
 311   }
 312   fSigma = 0;
 313   Float_t sum =0;
 314   Float_t mean=0;
 315   for (Float_t  x =-fNRF/fDSTEPM1; x<fNRF/fDSTEPM1;x+=1/fDSTEPM1)
 316     {      //x in cm fpadWidth in cm
 317       Float_t weight = GetRF(x+fOffset);
 318       fSigma+=x*x*weight;
 319       mean+=x*weight;
 320       sum+=weight;
 321     };
 322   if (sum>0){
 323     mean/=sum;
 324     fSigma = TMath::Sqrt(fSigma/sum-mean*mean);
 325   }
 326   else fSigma=0;
 327 }
 328
 329 void AliTPCRF1D::Streamer(TBuffer &R__b)
 330 {
 331    // Stream an object of class AliTPCRF1D.
 332    if (R__b.IsReading()) {
 333       AliTPCRF1D::Class()->ReadBuffer(R__b, this);
 334       //read functions
 335
 336       if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0) {delete fGRF; fGRF = new TF1("fun",funGauss,-5.,5.,4);}
 337       if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("fun",funCosh,-5.,5.,4);}
 338       if (strncmp(fType,"Gati",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("fun",funGati,-5.,5.,4);}
 339       if (fGRF) fGRF->SetParameters(funParam);
 340
 341    } else {
 342       AliTPCRF1D::Class()->WriteBuffer(R__b, this);
 343    }
 344 }
 345