HMPID/AliHMPIDReconstructor.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 // HMPID base class to reconstruct an event
  17 //.
  18 //.
  19 //.
  20 #include "AliHMPIDReconstructor.h" //class header
  21 #include "AliHMPID.h"              //Reconstruct()
  22 #include "AliHMPIDCluster.h"       //Dig2Clu()
  23 #include "AliHMPIDParam.h"         //FillEsd()
  24 #include <AliESD.h>               //FillEsd()
  25 #include <AliRawReader.h>         //Reconstruct() for raw digits
  26 ClassImp(AliHMPIDReconstructor)
  27
  28 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
  29 AliHMPIDReconstructor::AliHMPIDReconstructor():AliReconstructor()
  30 {
  31 //
  32 //ctor
  33 //
  34   fClu=new TObjArray(AliHMPIDDigit::kMaxCh+1);
  35   fDig=new TObjArray(AliHMPIDDigit::kMaxCh+1);
  36   fClu->SetOwner(kTRUE);
  37   for(int i=AliHMPIDDigit::kMinCh;i<=AliHMPIDDigit::kMaxCh;i++){
  38     fDig->AddAt(new TClonesArray("AliHMPIDDigit"),i);
  39     fClu->AddAt(new TClonesArray("AliHMPIDCluster"),i);
  40   }
  41   fDig->SetOwner(kTRUE);
  42 }//AliHMPIDReconstructor
  43 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
  44 void AliHMPIDReconstructor::Dig2Clu(TObjArray *pDigAll,TObjArray *pCluAll,Bool_t isTryUnfold)
  45 {
  46 // Finds all clusters for a given digits list provided not empty. Currently digits list is a list of all digits for a single chamber.
  47 // Puts all found clusters in separate lists, one per clusters.
  48 // Arguments: pDigAll     - list of digits for all chambers
  49 //            pCluAll     - list of clusters for all chambers
  50 //            isTryUnfold - flag to choose between CoG and Mathieson fitting
  51 //  Returns: none
  52   TMatrixF padMap(AliHMPIDDigit::kMinPx,AliHMPIDDigit::kMaxPcx,AliHMPIDDigit::kMinPy,AliHMPIDDigit::kMaxPcy);  //pads map for single chamber 0..159 x 0..143
  53
  54   for(Int_t iCh=AliHMPIDDigit::kMinCh;iCh<=AliHMPIDDigit::kMaxCh;iCh++){                  //chambers loop
  55     TClonesArray *pDigCur=(TClonesArray*)pDigAll->At(iCh);                                //get list of digits for current chamber
  56     if(pDigCur->GetEntriesFast()==0) continue;                                            //no digits for current chamber
  57
  58     padMap=(Float_t)-1;                                                                   //reset map to -1 (means no digit for this pad)
  59     TClonesArray *pCluCur=(TClonesArray*)pCluAll->At(iCh);                                //get list of clusters for current chamber
  60
  61     for(Int_t iDig=0;iDig<pDigCur->GetEntriesFast();iDig++){                              //digits loop to fill pads map
  62       AliHMPIDDigit *pDig= (AliHMPIDDigit*)pDigCur->At(iDig);                             //get current digit
  63       padMap( pDig->PadChX(), pDig->PadChY() )=iDig;                                      //fill the map, (padx,pady) cell takes digit index
  64     }//digits loop to fill digits map
  65
  66     AliHMPIDCluster clu;                                                                  //tmp cluster to be used as current
  67
  68     for(Int_t iDig=0;iDig<pDigCur->GetEntriesFast();iDig++){                              //digits loop for current chamber
  69       AliHMPIDDigit *pDig=(AliHMPIDDigit*)pDigCur->At(iDig);                              //take current digit
  70       if(!(pDig=UseDig(pDig->PadChX(),pDig->PadChY(),pDigCur,&padMap))) continue;         //this digit is already taken in FormClu(), go after next digit
  71       FormClu(&clu,pDig,pDigCur,&padMap);                                                 //form cluster starting from this digit by recursion
  72
  73       clu.Solve(pCluCur,isTryUnfold);                                                     //solve this cluster and add all unfolded clusters to provided list
  74       clu.Reset();                                                                        //empty current cluster
  75     }//digits loop for current chamber
  76   }//chambers loop
  77 }//Dig2Clu()
  78 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
  79 void  AliHMPIDReconstructor::FormClu(AliHMPIDCluster *pClu,AliHMPIDDigit *pDig,TClonesArray *pDigLst,TMatrixF *pDigMap)
  80 {
  81 // Forms the initial cluster as a combination of all adjascent digits. Starts from the given digit then calls itself recursevly  for all neighbours.
  82 // Arguments: pClu - pointer to cluster being formed
  83 //   Returns: none
  84   pClu->DigAdd(pDig);//take this digit in cluster
  85
  86   Int_t cnt=0,cx[4],cy[4];
  87
  88   if(pDig->PadPcX() != AliHMPIDDigit::kMinPx){cx[cnt]=pDig->PadChX()-1; cy[cnt]=pDig->PadChY()  ;cnt++;}       //left
  89   if(pDig->PadPcX() != AliHMPIDDigit::kMaxPx){cx[cnt]=pDig->PadChX()+1; cy[cnt]=pDig->PadChY()  ;cnt++;}       //right
  90   if(pDig->PadPcY() != AliHMPIDDigit::kMinPy){cx[cnt]=pDig->PadChX()  ; cy[cnt]=pDig->PadChY()-1;cnt++;}       //down
  91   if(pDig->PadPcY() != AliHMPIDDigit::kMaxPy){cx[cnt]=pDig->PadChX()  ; cy[cnt]=pDig->PadChY()+1;cnt++;}       //up
  92
  93   for (Int_t i=0;i<cnt;i++){//neighbours loop
  94     if((pDig=UseDig(cx[i],cy[i],pDigLst,pDigMap))) FormClu(pClu,pDig,pDigLst,pDigMap);   //check if this neighbour pad fired and mark it as taken
  95   }//neighbours loop
  96 }//FormClu()
  97 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
  98 void AliHMPIDReconstructor::Reconstruct(TTree *pDigTree,TTree *pCluTree)const
  99 {
 100 //Invoked  by AliReconstruction to convert digits to clusters i.e. reconstruct simulated data
 101 //Arguments: pDigTree - pointer to Digit tree
 102 //           pCluTree - poitner to Cluster tree
 103 //  Returns: none
 104   AliDebug(1,"Start.");
 105   for(Int_t iCh=AliHMPIDDigit::kMinCh;iCh<=AliHMPIDDigit::kMaxCh;iCh++) {
 106     pCluTree->Branch(Form("HMPID%d",iCh),&((*fClu)[iCh]),4000,0);
 107     pDigTree->SetBranchAddress(Form("HMPID%d",iCh),&((*fDig)[iCh]));
 108   }
 109   pDigTree->GetEntry(0);
 110   Dig2Clu(fDig,fClu);              //cluster finder
 111   pCluTree->Fill();                //fill tree for current event
 112
 113   for(Int_t iCh=AliHMPIDDigit::kMinCh;iCh<=AliHMPIDDigit::kMaxCh;iCh++){
 114     fDig->At(iCh)->Clear();
 115     fClu->At(iCh)->Clear();
 116   }
 117
 118   AliDebug(1,"Stop.");
 119 }//Reconstruct(for simulated digits)
 120 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 121 void AliHMPIDReconstructor::Reconstruct(AliRunLoader *pAL,AliRawReader* pRR)const
 122 {
 123 //Invoked  by AliReconstruction to convert raw digits from DDL files to clusters
 124 //Arguments: pAL - ALICE run loader pointer
 125 //           pRR - ALICE raw reader pointer
 126 //  Returns: none
 127   AliLoader *pRL=pAL->GetDetectorLoader("HMPID");  AliHMPID *pRich=(AliHMPID*)pAL->GetAliRun()->GetDetector("HMPID");//get pointers for HMPID and HMPID loader
 128
 129   AliHMPIDDigit dig; //tmp digit, raw digit will be converted to it
 130
 131   TObjArray digLst; Int_t iDigCnt[7]; for(Int_t i=0;i<7;i++){digLst.AddAt(new TClonesArray("AliHMPIDDigit"),i); iDigCnt[i]=0;} //tmp list of digits for allchambers
 132
 133   Int_t iEvtN=0;
 134   while(pRR->NextEvent()){//events loop
 135     pAL->GetEvent(iEvtN++);
 136     pRL->MakeTree("R");  pRich->MakeBranch("R");
 137
 138     for(Int_t iCh=0;iCh<7;iCh++){//chambers loop
 139       pRR->Select("HMPID",2*iCh,2*iCh+1);//select only DDL files for the current chamber
 140       UInt_t w32=0;
 141       while(pRR->ReadNextInt(w32)){//raw records loop (in selected DDL files)
 142         UInt_t ddl=pRR->GetDDLID(); //returns 0,1,2 ... 13
 143         dig.Raw(w32,ddl);
 144         AliDebug(1,Form("Ch=%i DDL=%i raw=0x%x digit=(%3i,%3i,%3i,%3i) Q=%5.2f",iCh,ddl,w32,dig.Ch(),dig.Pc(),dig.PadPcX(),dig.PadPcY(),dig.Q()));
 145         new((*((TClonesArray*)digLst.At(iCh)))[iDigCnt[iCh]++]) AliHMPIDDigit(dig); //add this digit to the tmp list
 146       }//raw records loop
 147       pRR->Reset();
 148     }//chambers loop
 149
 150     Dig2Clu(&digLst,pRich->CluLst());//cluster finder for all chambers
 151     for(Int_t i=0;i<7;i++){digLst.At(i)->Delete(); iDigCnt[i]=0;}                    //clean up list of digits for all chambers
 152
 153     pRL->TreeR()->Fill();            //fill tree for current event
 154     pRL->WriteRecPoints("OVERWRITE");//write out clusters for current event
 155     pRich->CluReset();
 156   }//events loop
 157   pRL->UnloadRecPoints();
 158 }//Reconstruct raw data
 159 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 160 void AliHMPIDReconstructor::ConvertDigits(AliRawReader *pRR,TTree *pDigTree)const
 161 {
 162 //Invoked  by AliReconstruction to convert raw digits from DDL files to digits
 163 //Arguments: pRR - ALICE raw reader pointer
 164 //           pDigTree - pointer to Digit tree
 165 //  Returns: none
 166   AliDebug(1,"Start.");
 167   AliHMPIDDigit dig; //tmp digit, raw digit will be converted to it
 168   for(Int_t iCh=AliHMPIDDigit::kMinCh;iCh<=AliHMPIDDigit::kMaxCh;iCh++) {
 169     pDigTree->Branch(Form("HMPID%d",iCh),&((*fDig)[iCh]),4000,0);
 170     pRR->Select("HMPID",2*iCh,2*iCh+1);//select only DDL files for the current chamber
 171     Int_t iDigCnt=0;
 172     UInt_t w32=0;
 173                 while(pRR->ReadNextInt(w32)){//raw records loop (in selected DDL files)
 174       UInt_t ddl=pRR->GetDDLID(); //returns 0,1,2 ... 13
 175       dig.Raw(w32,ddl);
 176       AliDebug(1,Form("Ch=%i DDL=%i raw=0x%x digit=(%3i,%3i,%3i,%3i) Q=%5.2f",iCh,ddl,w32,dig.Ch(),dig.Pc(),dig.PadPcX(),dig.PadPcY(),dig.Q()));
 177       new((*((TClonesArray*)fDig->At(iCh)))[iDigCnt++]) AliHMPIDDigit(dig); //add this digit to the tmp list
 178     }//raw records loop
 179     pRR->Reset();
 180   }//chambers loop
 181   pDigTree->Fill();
 182   for(Int_t iCh=AliHMPIDDigit::kMinCh;iCh<=AliHMPIDDigit::kMaxCh;iCh++)fDig->At(iCh)->Clear();
 183   AliDebug(1,"Stop.");
 184 }//Reconstruct digits from raw digits
 185 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 186 void AliHMPIDReconstructor::FillESD(AliRunLoader *, AliESD *pESD) const
 187 {
 188 // Calculates probability to be a electron-muon-pion-kaon-proton
 189 // from the given Cerenkov angle and momentum assuming no initial particle composition
 190 // (i.e. apriory probability to be the particle of the given sort is the same for all sorts)
 191
 192   AliPID ppp; //needed
 193   Double_t pid[AliPID::kSPECIES],h[AliPID::kSPECIES];
 194
 195   for(Int_t iTrk=0;iTrk<pESD->GetNumberOfTracks();iTrk++){//ESD tracks loop
 196     AliESDtrack *pTrk = pESD->GetTrack(iTrk);// get next reconstructed track
 197     if(pTrk->GetHMPIDsignal()<=0){//HMPID does not find anything reasonable for this track, assign 0.2 for all species
 198       for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++) pid[iPart]=1.0/AliPID::kSPECIES;
 199       pTrk->SetHMPIDpid(pid);
 200       continue;
 201     }
 202     Double_t pmod = pTrk->GetP();
 203     Double_t hTot=0;
 204     for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++){
 205       Double_t mass = AliPID::ParticleMass(iPart);
 206       Double_t cosThetaTh = TMath::Sqrt(mass*mass+pmod*pmod)/(AliHMPIDParam::Instance()->MeanIdxRad()*pmod);
 207       if(cosThetaTh<1) //calculate the height of theoretical theta ckov on the gaus of experimental one
 208         h[iPart] =TMath::Gaus(TMath::ACos(cosThetaTh),pTrk->GetHMPIDsignal(),TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),kTRUE);
 209       else             //beta < 1/ref. idx. => no light at all
 210         h[iPart] =0 ;
 211       hTot    +=h[iPart]; //total height of all theoretical heights for normalization
 212     }//species loop
 213
 214     Double_t hMin=TMath::Gaus(pTrk->GetHMPIDsignal()-4*TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),pTrk->GetHMPIDsignal(),TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),kTRUE);//5 sigma protection
 215
 216     for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++)//species loop to assign probabilities
 217       if(hTot>hMin)
 218         pid[iPart]=h[iPart]/hTot;
 219       else                               //all theoretical values are far away from experemental one
 220         pid[iPart]=1.0/AliPID::kSPECIES;
 221     pTrk->SetHMPIDpid(pid);
 222   }//ESD tracks loop
 223 }//FillESD()
 224 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++