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 1.8  2002/02/12 16:07:43  kowal2
  19 coreccted bug in SetGauss
  20
  21 Revision 1.7  2001/01/26 19:57:22  hristov
  22 Major upgrade of AliRoot code
  23
  24 Revision 1.6  2000/06/30 12:07:50  kowal2
  25 Updated from the TPC-PreRelease branch
  26
  27 Revision 1.5.4.3  2000/06/26 07:39:42  kowal2
  28 Changes to obey the coding rules
  29
  30 Revision 1.5.4.2  2000/06/25 08:38:41  kowal2
  31 Splitted from AliTPCtracking
  32
  33 Revision 1.5.4.1  2000/06/14 16:48:24  kowal2
  34 Parameter setting improved. Removed compiler warnings
  35
  36 Revision 1.5  2000/04/17 09:37:33  kowal2
  37 removed obsolete AliTPCDigitsDisplay.C
  38
  39 Revision 1.4.8.2  2000/04/10 08:53:09  kowal2
  40
  41 Updates by M. Ivanov
  42
  43
  44 Revision 1.4  1999/09/29 09:24:34  fca
  45 Introduction of the Copyright and cvs Log
  46
  47 */
  48
  49 //-----------------------------------------------------------------------------
  50 //
  51 //
  52 //
  53 //  Origin:   Marian Ivanov, Uni. of Bratislava, ivanov@fmph.uniba.sk
  54 //
  55 //  Declaration of class AliTPCRF1D
  56 //
  57 //-----------------------------------------------------------------------------
  58
  59 //
  60
  61 #include "TMath.h"
  62 #include "AliTPCRF1D.h"
  63 #include "TF2.h"
  64 #include <Riostream.h>
  65 #include "TCanvas.h"
  66 #include "TPad.h"
  67 #include "TStyle.h"
  68 #include "TH1.h"
  69
  70 extern TStyle * gStyle;
  71
  72 Int_t   AliTPCRF1D::fgNRF=100;  //default  number of interpolation points
  73 Float_t AliTPCRF1D::fgRFDSTEP=0.01; //default step in cm
  74
  75 static Double_t funGauss(Double_t *x, Double_t * par)
  76 {
  77   //Gauss function  -needde by the generic function object
  78   return TMath::Exp(-(x[0]*x[0])/(2*par[0]*par[0]));
  79 }
  80
  81 static Double_t funCosh(Double_t *x, Double_t * par)
  82 {
  83   //Cosh function  -needde by the generic function object
  84   return 1/TMath::CosH(3.14159*x[0]/(2*par[0]));
  85 }
  86
  87 static Double_t funGati(Double_t *x, Double_t * par)
  88 {
  89   //Gati function  -needde by the generic function object
  90   Float_t k3=par[1];
  91   Float_t k3R=TMath::Sqrt(k3);
  92   Float_t k2=(TMath::Pi()/2)*(1-k3R/2.);
  93   Float_t k1=k2*k3R/(4*TMath::ATan(k3R));
  94   Float_t l=x[0]/par[0];
  95   Float_t tan2=TMath::TanH(k2*l);
  96   tan2*=tan2;
  97   Float_t res = k1*(1-tan2)/(1+k3*tan2);
  98   return res;
  99 }
 100
 101 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 102 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 103
 104 ClassImp(AliTPCRF1D)
 105
 106
 107 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(Bool_t direct,Int_t np,Float_t step)
 108 {
 109   //default constructor for response function object
 110   fDirect=direct;
 111   if (np!=0)fNRF = np;
 112   else (fNRF=fgNRF);
 113   fcharge = new Float_t[fNRF];
 114   if (step>0) fDSTEPM1=1./step;
 115   else fDSTEPM1 = 1./fgRFDSTEP;
 116   fSigma = 0;
 117   fGRF = 0;
 118   fkNorm = 0.5;
 119   fpadWidth = 3.5;
 120   forigsigma=0.;
 121   fOffset = 0.;
 122 }
 123
 124 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(const AliTPCRF1D &prf)
 125 {
 126   //
 127   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 128   fcharge = new Float_t[fNRF];
 129   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 130   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 131 }
 132
 133 AliTPCRF1D & AliTPCRF1D::operator = (const AliTPCRF1D &prf)
 134 {
 135   //
 136   if (fcharge) delete fcharge;
 137   if (fGRF) delete fGRF;
 138   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 139   fcharge = new Float_t[fNRF];
 140   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 141   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 142   return (*this);
 143 }
 144
 145
 146
 147 AliTPCRF1D::~AliTPCRF1D()
 148 {
 149   //
 150   if (fcharge!=0) delete [] fcharge;
 151   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 152 }
 153
 154 Float_t AliTPCRF1D::GetRF(Float_t xin)
 155 {
 156   //function which return response
 157   //for the charge in distance xin
 158   //return linear aproximation of RF
 159   Float_t x = TMath::Abs((xin-fOffset)*fDSTEPM1)+fNRF/2;
 160   Int_t i1=Int_t(x);
 161   if (x<0) i1-=1;
 162   Float_t res=0;
 163   if (i1+1<fNRF)
 164     res = fcharge[i1]*(Float_t(i1+1)-x)+fcharge[i1+1]*(x-Float_t(i1));
 165   return res;
 166 }
 167
 168 Float_t  AliTPCRF1D::GetGRF(Float_t xin)
 169 {
 170   //function which returnoriginal charge distribution
 171   //this function is just normalised for fKnorm
 172   if (fGRF != 0 )
 173     return fkNorm*fGRF->Eval(xin)/fInteg;
 174       else
 175     return 0.;
 176 }
 177
 178
 179 void AliTPCRF1D::SetParam( TF1 * GRF,Float_t padwidth,
 180                        Float_t kNorm, Float_t sigma)
 181 {
 182   //adjust parameters of the original charge distribution
 183   //and pad size parameters
 184    fpadWidth = padwidth;
 185    fGRF = GRF;
 186    fkNorm = kNorm;
 187    if (sigma==0) sigma= fpadWidth/TMath::Sqrt(12.);
 188    forigsigma=sigma;
 189    fDSTEPM1 = 10/TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 190    sprintf(fType,"User");
 191    //   Update();
 192 }
 193
 194
 195 void AliTPCRF1D::SetGauss(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 196                       Float_t kNorm)
 197 {
 198   //
 199   // set parameters for Gauss generic charge distribution
 200   //
 201   fpadWidth = padWidth;
 202   fkNorm = kNorm;
 203   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 204   fGRF = new TF1("fun",funGauss,-5,5,1);
 205   funParam[0]=sigma;
 206   forigsigma=sigma;
 207   fGRF->SetParameters(funParam);
 208    fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 209   //by default I set the step as one tenth of sigma
 210   sprintf(fType,"Gauss");
 211 }
 212
 213 void AliTPCRF1D::SetCosh(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 214                      Float_t kNorm)
 215 {
 216   //
 217   // set parameters for Cosh generic charge distribution
 218   //
 219   fpadWidth = padWidth;
 220   fkNorm = kNorm;
 221   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 222   fGRF = new TF1("fun", funCosh, -5.,5.,2);
 223   funParam[0]=sigma;
 224   fGRF->SetParameters(funParam);
 225   forigsigma=sigma;
 226   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 227   //by default I set the step as one tenth of sigma
 228   sprintf(fType,"Cosh");
 229 }
 230
 231 void AliTPCRF1D::SetGati(Float_t K3, Float_t padDistance, Float_t padWidth,
 232                      Float_t kNorm)
 233 {
 234   //
 235   // set parameters for Gati generic charge distribution
 236   //
 237   fpadWidth = padWidth;
 238   fkNorm = kNorm;
 239   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 240   fGRF = new TF1("fun", funGati, -5.,5.,2);
 241   funParam[0]=padDistance;
 242   funParam[1]=K3;
 243   fGRF->SetParameters(funParam);
 244   forigsigma=padDistance;
 245   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(padDistance*padDistance+fpadWidth*fpadWidth/12);
 246   //by default I set the step as one tenth of sigma
 247   sprintf(fType,"Gati");
 248 }
 249
 250 void AliTPCRF1D::DrawRF(Float_t x1,Float_t x2,Int_t N)
 251 {
 252   //
 253   //Draw prf in selected region <x1,x2> with nuber of diviision = n
 254   //
 255   char s[100];
 256   TCanvas  * c1 = new TCanvas("canRF","Pad response function",700,900);
 257   c1->cd();
 258   TPad * pad1 = new TPad("pad1RF","",0.05,0.55,0.95,0.95,21);
 259   pad1->Draw();
 260   TPad * pad2 = new TPad("pad2RF","",0.05,0.05,0.95,0.45,21);
 261   pad2->Draw();
 262
 263   sprintf(s,"RF response function for %1.2f cm pad width",
 264           fpadWidth);
 265   pad1->cd();
 266   TH1F * hRFo = new TH1F("hRFo","Original charge distribution",N+1,x1,x2);
 267   pad2->cd();
 268    gStyle->SetOptFit(1);
 269    gStyle->SetOptStat(0);
 270   TH1F * hRFc = new TH1F("hRFc",s,N+1,x1,x2);
 271   Float_t x=x1;
 272   Float_t y1;
 273   Float_t y2;
 274
 275   for (Float_t i = 0;i<N+1;i++)
 276     {
 277       x+=(x2-x1)/Float_t(N);
 278       y1 = GetRF(x);
 279       hRFc->Fill(x,y1);
 280       y2 = GetGRF(x);
 281       hRFo->Fill(x,y2);
 282     };
 283   pad1->cd();
 284   hRFo->Fit("gaus");
 285   pad2->cd();
 286   hRFc->Fit("gaus");
 287 }
 288
 289 void AliTPCRF1D::Update()
 290 {
 291   //
 292   //update fields  with interpolated values for
 293   //PRF calculation
 294
 295   //at the begining initialize to 0
 296   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)  fcharge[i] = 0;
 297   if ( fGRF == 0 ) return;
 298   fInteg  = fGRF->Integral(-5*forigsigma,5*forigsigma,funParam,0.00001);
 299   if ( fInteg == 0 ) fInteg = 1;
 300   if (fDirect==kFALSE){
 301   //integrate charge over pad for different distance of pad
 302   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 303     {      //x in cm fpadWidth in cm
 304       Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 305       Float_t x1=TMath::Max(x-fpadWidth/2,-5*forigsigma);
 306       Float_t x2=TMath::Min(x+fpadWidth/2,5*forigsigma);
 307       fcharge[i] =
 308         fkNorm*fGRF->Integral(x1,x2,funParam,0.0001)/fInteg;
 309     };
 310   }
 311   else{
 312     for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 313       {      //x in cm fpadWidth in cm
 314         Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 315         fcharge[i] = fkNorm*fGRF->Eval(x);
 316       };
 317   }
 318   fSigma = 0;
 319   Float_t sum =0;
 320   Float_t mean=0;
 321   for (Float_t  x =-fNRF/fDSTEPM1; x<fNRF/fDSTEPM1;x+=1/fDSTEPM1)
 322     {      //x in cm fpadWidth in cm
 323       Float_t weight = GetRF(x+fOffset);
 324       fSigma+=x*x*weight;
 325       mean+=x*weight;
 326       sum+=weight;
 327     };
 328   if (sum>0){
 329     mean/=sum;
 330     fSigma = TMath::Sqrt(fSigma/sum-mean*mean);
 331   }
 332   else fSigma=0;
 333 }
 334
 335 void AliTPCRF1D::Streamer(TBuffer &R__b)
 336 {
 337    // Stream an object of class AliTPCRF1D.
 338    if (R__b.IsReading()) {
 339       AliTPCRF1D::Class()->ReadBuffer(R__b, this);
 340       //read functions
 341
 342       if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0) {delete fGRF; fGRF = new TF1("fun",funGauss,-5.,5.,4);}
 343       if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("fun",funCosh,-5.,5.,4);}
 344       if (strncmp(fType,"Gati",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("fun",funGati,-5.,5.,4);}
 345       if (fGRF) fGRF->SetParameters(funParam);
 346
 347    } else {
 348       AliTPCRF1D::Class()->WriteBuffer(R__b, this);
 349    }
 350 }
 351