| 1 | #include "mlobe.h"
 | 
|---|
| 2 | #include "unitvector.h"
 | 
|---|
| 3 | 
 | 
|---|
| 4 | #include "timing.h"
 | 
|---|
| 5 | // #include "nbrandom.h"
 | 
|---|
| 6 | //++ 
 | 
|---|
| 7 | // Class        MainLobe
 | 
|---|
| 8 | //
 | 
|---|
| 9 | // include      mlobe.h sphericalmap.h unitvector.h math.h
 | 
|---|
| 10 | //
 | 
|---|
| 11 | //    Class for computation of main lobe.
 | 
|---|
| 12 | //
 | 
|---|
| 13 | //     The lobe values are computed in pixels laying on "nc" slices 
 | 
|---|
| 14 | //     with hexagonal  pavement around theta=0 , phi=0. The lobe is 
 | 
|---|
| 15 | //     gaussian with sigma="sig". The slices are built every 
 | 
|---|
| 16 | //     "dels"*sigma.
 | 
|---|
| 17 | // 
 | 
|---|
| 18 | //--
 | 
|---|
| 19 | //++
 | 
|---|
| 20 | // Titre        Constructor
 | 
|---|
| 21 | //--
 | 
|---|
| 22 | /* --Methode-- */
 | 
|---|
| 23 | //++
 | 
|---|
| 24 | MainLobe::MainLobe(float sig, float dels, int nc)
 | 
|---|
| 25 | //
 | 
|---|
| 26 | //--
 | 
|---|
| 27 | {
 | 
|---|
| 28 | if (sig < 1.e-9)  sig = M_PI/100.;   // Sigma du lobe gaussien (radians)
 | 
|---|
| 29 | mSigma = sig;
 | 
|---|
| 30 | mDels = (dels < 1.e-5) ?  0.5 : dels;   // Epaisseur de chaque couche en unite de sigma
 | 
|---|
| 31 | mNC =  (nc < 1) ? 1 : nc;
 | 
|---|
| 32 | mNpix = 1;    // Nb total de pixels du lobe
 | 
|---|
| 33 | 
 | 
|---|
| 34 | int i,j,k;
 | 
|---|
| 35 | for(i=1; i<=mNC; i++)  mNpix += 6*i;
 | 
|---|
| 36 | //  mT0 , mP0  Teta et Phi des pixels, Pixel 0 oriente vers (0, 0)
 | 
|---|
| 37 | mT0 = new float[mNpix];
 | 
|---|
| 38 | mP0 = new float[mNpix];
 | 
|---|
| 39 | //  mTC , mPC  Teta et Phi des pixels, Pixel 0 oriente vers (Teta, phi)
 | 
|---|
| 40 | mTC = new float[mNpix];
 | 
|---|
| 41 | mPC = new float[mNpix];
 | 
|---|
| 42 | mDx = new float[mNpix];
 | 
|---|
| 43 | mDy = new float[mNpix];
 | 
|---|
| 44 | mDr = new float[mNpix];
 | 
|---|
| 45 | // Valeurs des pixels 
 | 
|---|
| 46 | mVal = new double[mNpix];
 | 
|---|
| 47 | 
 | 
|---|
| 48 | 
 | 
|---|
| 49 | double teta,phi,dphi;
 | 
|---|
| 50 | double val;
 | 
|---|
| 51 | mT0[0] = mP0[0] = mTC[0] = mPC[0] = 0.;
 | 
|---|
| 52 | mVal[0] = 1.;  mDx[0] = mDy[0] = 0.;
 | 
|---|
| 53 | k = 1;  mTotVal = 1.;
 | 
|---|
| 54 | for(i=1; i<=mNC; i++) {
 | 
|---|
| 55 |   teta = (double)i*mDels;
 | 
|---|
| 56 |   val = exp(-teta*teta);
 | 
|---|
| 57 |   teta *= mSigma;
 | 
|---|
| 58 |   if (i%2)  phi = M_PI/6.;
 | 
|---|
| 59 |   else phi = 0.;
 | 
|---|
| 60 |   dphi = M_PI/(3.*i);
 | 
|---|
| 61 |   for(j=0; j<6*i; j++) {
 | 
|---|
| 62 |     mT0[k] = mTC[k] = teta;
 | 
|---|
| 63 |     phi += dphi;
 | 
|---|
| 64 |     mP0[k] = mPC[k] = phi;
 | 
|---|
| 65 |     mVal[k] = val;
 | 
|---|
| 66 |     mTotVal += val;
 | 
|---|
| 67 |     mDx[k] = teta*cos(phi);
 | 
|---|
| 68 |     mDy[k] = teta*sin(phi);
 | 
|---|
| 69 |     mDr[k] = teta;
 | 
|---|
| 70 |     k++;
 | 
|---|
| 71 |     }
 | 
|---|
| 72 |   }
 | 
|---|
| 73 | mDirTet = mDirPhi = 0.;
 | 
|---|
| 74 | return;
 | 
|---|
| 75 | }
 | 
|---|
| 76 | 
 | 
|---|
| 77 | 
 | 
|---|
| 78 | //++
 | 
|---|
| 79 | // Titre        Constructor
 | 
|---|
| 80 | //--
 | 
|---|
| 81 | /* --Methode-- */
 | 
|---|
| 82 | //++
 | 
|---|
| 83 | MainLobe::~MainLobe()
 | 
|---|
| 84 | //
 | 
|---|
| 85 | //--
 | 
|---|
| 86 | {
 | 
|---|
| 87 | delete mT0;
 | 
|---|
| 88 | delete mP0;
 | 
|---|
| 89 | delete mTC;
 | 
|---|
| 90 | delete mPC;
 | 
|---|
| 91 | delete mDx;
 | 
|---|
| 92 | delete mDy;
 | 
|---|
| 93 | delete mDr;
 | 
|---|
| 94 | delete mVal;
 | 
|---|
| 95 | }
 | 
|---|
| 96 | //++
 | 
|---|
| 97 | // Titre        Public Methods
 | 
|---|
| 98 | //--
 | 
|---|
| 99 | //++
 | 
|---|
| 100 | //
 | 
|---|
| 101 | // inline int      NPix() 
 | 
|---|
| 102 | //    Return the total number of pixels of the lobe            
 | 
|---|
| 103 | // inline float    Sigma()             
 | 
|---|
| 104 | // inline double   Integral()            
 | 
|---|
| 105 | //--
 | 
|---|
| 106 | /* --Methode-- */
 | 
|---|
| 107 | //++
 | 
|---|
| 108 | void MainLobe::SetDirection(float teta, float phi)
 | 
|---|
| 109 | //
 | 
|---|
| 110 | //    orientate  the lobe  toward the direction  (theta, phi)
 | 
|---|
| 111 | //--
 | 
|---|
| 112 | {
 | 
|---|
| 113 | int k;
 | 
|---|
| 114 | 
 | 
|---|
| 115 | mDirTet = teta;
 | 
|---|
| 116 | mDirPhi = phi;
 | 
|---|
| 117 | 
 | 
|---|
| 118 | if (teta < 0.1*mDels*mSigma) {
 | 
|---|
| 119 |   for(k=0; k<mNpix; k++) {
 | 
|---|
| 120 |     mTC[k] = mT0[k]; mPC[k] = mP0[k]; 
 | 
|---|
| 121 |     }
 | 
|---|
| 122 |   return;
 | 
|---|
| 123 |   }
 | 
|---|
| 124 | 
 | 
|---|
| 125 | 
 | 
|---|
| 126 | /*
 | 
|---|
| 127 | if (teta > 10.*mSigma*mDels*mNC) {   // On utilise des formules approchees
 | 
|---|
| 128 |   float stet = sin((double)teta);
 | 
|---|
| 129 |   float ctet = cos((double)teta);
 | 
|---|
| 130 |   for(k=0; k<mNpix; k++) {
 | 
|---|
| 131 |     mTC[k] = teta - mDy[k]*stet - mDr[k]*ctet;
 | 
|---|
| 132 |     mPC[k] = phi + mDx[k];
 | 
|---|
| 133 |     }
 | 
|---|
| 134 |   return;
 | 
|---|
| 135 |   }
 | 
|---|
| 136 |   */
 | 
|---|
| 137 | 
 | 
|---|
| 138 | // Formules compliquees 
 | 
|---|
| 139 | 
 | 
|---|
| 140 | double dx,dy,dz;
 | 
|---|
| 141 | double sphi = sin((double)phi);
 | 
|---|
| 142 | double cphi = cos((double)phi);
 | 
|---|
| 143 | double stet = sin((double)teta);
 | 
|---|
| 144 | double ctet = cos((double)teta);
 | 
|---|
| 145 | 
 | 
|---|
| 146 | UnitVector pd((double)teta, (double)phi);
 | 
|---|
| 147 | UnitVector vc;
 | 
|---|
| 148 | for(k=0; k<mNpix; k++) {
 | 
|---|
| 149 |   dz = mDy[k]*stet;
 | 
|---|
| 150 |   dx = -(mDx[k]*sphi+mDy[k]*ctet*cphi);
 | 
|---|
| 151 |   dy = mDx[k]*cphi-mDy[k]*ctet*sphi;
 | 
|---|
| 152 |   vc.Setxyz(pd.X()+dx, pd.Y()+dy, pd.Z()+dz);
 | 
|---|
| 153 |   mTC[k] = vc.Theta();
 | 
|---|
| 154 |   mPC[k] = vc.Phi();
 | 
|---|
| 155 |   if (mTC[k] < 0.)  printf("ERREUR !!!! mTC[%d] = %g \n", k, mTC[k]);
 | 
|---|
| 156 |   if (mPC[k] < 0.) mPC[k] += M_PI*2.;
 | 
|---|
| 157 |   if (mPC[k] >= M_PI*2.) mPC[k] -= M_PI*2.;
 | 
|---|
| 158 |   }
 | 
|---|
| 159 | return;  
 | 
|---|
| 160 | }
 | 
|---|
| 161 | 
 | 
|---|
| 162 | /* --Methode-- */
 | 
|---|
| 163 | //++
 | 
|---|
| 164 | double MainLobe::Value(int kpx, float& teta, float& phi)
 | 
|---|
| 165 | //
 | 
|---|
| 166 | //    return the value of the lobe as also the (theta, phi) of the
 | 
|---|
| 167 | //    pixel "kpx"  
 | 
|---|
| 168 | //--
 | 
|---|
| 169 | {
 | 
|---|
| 170 | if ( (kpx < 0) || (kpx >= mNpix) ) { teta = phi = 0.; return(0.); }
 | 
|---|
| 171 | teta = mTC[kpx];
 | 
|---|
| 172 | phi = mPC[kpx];
 | 
|---|
| 173 | return(mVal[kpx]);
 | 
|---|
| 174 | }
 | 
|---|
| 175 | 
 | 
|---|
| 176 | /* --Methode-- */
 | 
|---|
| 177 | //++
 | 
|---|
| 178 | double MainLobe::Convol(SphericalMap<double>& sph)
 | 
|---|
| 179 | //
 | 
|---|
| 180 | //    return the value of the lobe convolved with the sky (sphere) "sph"
 | 
|---|
| 181 | //--
 | 
|---|
| 182 | {
 | 
|---|
| 183 | double ret=0.;
 | 
|---|
| 184 | int k;
 | 
|---|
| 185 | for(k=0; k<mNpix; k++)  ret += mVal[k]*sph(mTC[k], mPC[k]);
 | 
|---|
| 186 | /*
 | 
|---|
| 187 | if( (dbg > 0) && (k%dbg) ) 
 | 
|---|
| 188 |   printf("MainLobe::Convol k= %d T,P= %g %g , Lobe=%g Sph= %g  Ret=%g\n", 
 | 
|---|
| 189 |          k, mTC[k], mPC[k], mVal[k], sph(mTC[k], mPC[k]), ret );
 | 
|---|
| 190 | */
 | 
|---|
| 191 | return(ret/mTotVal);
 | 
|---|
| 192 | }
 | 
|---|
| 193 | 
 | 
|---|
| 194 | //++
 | 
|---|
| 195 | //
 | 
|---|
| 196 | // inline void     Print()  
 | 
|---|
| 197 | //--
 | 
|---|
| 198 | 
 | 
|---|
| 199 | //++
 | 
|---|
| 200 | // Titre        Operators
 | 
|---|
| 201 | //--
 | 
|---|
| 202 | 
 | 
|---|
| 203 | /* --Methode-- */
 | 
|---|
| 204 | //++
 | 
|---|
| 205 | ostream& operator << (ostream& s, MainLobe const& lob)
 | 
|---|
| 206 | //
 | 
|---|
| 207 | //--
 | 
|---|
| 208 | {
 | 
|---|
| 209 | s << "MainLobe_Info() : Sigma= " << lob.mSigma << " Dels= " << lob.mDels << " NC= " 
 | 
|---|
| 210 |   << lob.mNC << " NTotPix= " << lob.mNpix << " Integ= " << lob.mTotVal << endl;
 | 
|---|
| 211 | 
 | 
|---|
| 212 | int i,j,k;
 | 
|---|
| 213 | cout << " Direction Teta,Phi = " << lob.mDirTet << " , " << lob.mDirPhi << endl;      
 | 
|---|
| 214 | cout << " Pixel 0 , Teta= " << lob.mT0[0] << " Phi= " << lob.mP0[0] 
 | 
|---|
| 215 |      << " Val= " << lob.mVal[0] << endl;
 | 
|---|
| 216 | k = 1;
 | 
|---|
| 217 | for(i=1; i<lob.mNC; i++) {
 | 
|---|
| 218 |   cout << " Couche # " << i << " NPix= " << i*6 << endl;
 | 
|---|
| 219 |   for(j=0;j<6*i;j++) {
 | 
|---|
| 220 |     cout << "K= " << k << "Teta,Phi= "  << lob.mTC[k] << ", " << lob.mPC[k] 
 | 
|---|
| 221 |          << " (" << lob.mT0[k] << ", " << lob.mP0[k] << ") "
 | 
|---|
| 222 |          << " Val= " << lob.mVal[k] << endl; 
 | 
|---|
| 223 |     k++;
 | 
|---|
| 224 |     }
 | 
|---|
| 225 |   }
 | 
|---|
| 226 | 
 | 
|---|
| 227 | 
 | 
|---|
| 228 | return s;
 | 
|---|
| 229 | }
 | 
|---|
| 230 | 
 | 
|---|