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 <AliCDBEntry.h>           //ctor
  25 #include <AliCDBManager.h>         //ctor
  26 #include <AliESDEvent.h>           //FillEsd()
  27 #include <AliRawReader.h>          //Reconstruct() for raw digits
  28 #include "AliHMPIDRawStream.h"     //ConvertDigits()
  29 #include "AliHMPIDRecoParam.h"     //ctor
  30 ClassImp(AliHMPIDReconstructor)
  31
  32 AliHMPIDRecoParam* AliHMPIDReconstructor::fgkRecoParam =0;  //
  33 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
  34 AliHMPIDReconstructor::AliHMPIDReconstructor():AliReconstructor(),fUserCut(0),fDaqSig(0),fDig(0),fClu(0)
  35 {
  36 //
  37 //ctor
  38 //
  39   AliHMPIDParam::Instance();                                                        //geometry loaded for reconstruction
  40   fUserCut = new Int_t[7];
  41   fClu=new TObjArray(AliHMPIDParam::kMaxCh+1); fClu->SetOwner(kTRUE);
  42   fDig=new TObjArray(AliHMPIDParam::kMaxCh+1); fDig->SetOwner(kTRUE);
  43
  44   for(int i=AliHMPIDParam::kMinCh;i<=AliHMPIDParam::kMaxCh;i++){
  45     fDig->AddAt(new TClonesArray("AliHMPIDDigit"),i);
  46     TClonesArray *pClus = new TClonesArray("AliHMPIDCluster");
  47     pClus->SetUniqueID(i);
  48     fClu->AddAt(pClus,i);
  49   }
  50
  51    if(fgkRecoParam!=0x0 && fgkRecoParam->GetUserCutMode()==kFALSE)
  52   {
  53       for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++) {
  54       fUserCut[iCh] = fgkRecoParam->GetUserCut(iCh);
  55       Printf("HMPID: UserCut successfully loaded (from RecoParam) for chamber %i -> %i ",iCh,fUserCut[iCh]);
  56    }
  57   }
  58   else {
  59   AliCDBEntry *pUserCutEnt =AliCDBManager::Instance()->Get("HMPID/Calib/UserCut");    //contains TObjArray of 14 TObject with n. of sigmas to cut charge
  60   if(pUserCutEnt) {
  61     TObjArray *pUserCut = (TObjArray*)pUserCutEnt->GetObject();
  62     for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++){                  //chambers loop
  63       fUserCut[iCh] = pUserCut->At(iCh)->GetUniqueID();
  64       Printf("HMPID: UserCut successfully loaded (from OCDB) for chamber %i -> %i ",iCh,fUserCut[iCh]);
  65     }
  66    }
  67   }
  68
  69   AliCDBEntry *pDaqSigEnt =AliCDBManager::Instance()->Get("HMPID/Calib/DaqSig");  //contains TObjArray of TObjArray 14 TMatrixF sigmas values for pads
  70   if(!pDaqSigEnt) AliFatal("No pedestals from DAQ!");
  71   fDaqSig = (TObjArray*)pDaqSigEnt->GetObject();
  72   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++){                  //chambers loop
  73     Printf(" HMPID: DaqSigCut successfully loaded for chamber %i -> %i ",iCh,(Int_t)fDaqSig->At(iCh)->GetUniqueID());
  74   }
  75 }//AliHMPIDReconstructor
  76 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
  77 void AliHMPIDReconstructor::Dig2Clu(TObjArray *pDigAll,TObjArray *pCluAll,Bool_t isTryUnfold)
  78 {
  79 // Finds all clusters for a given digits list provided not empty. Currently digits list is a list of all digits for a single chamber.
  80 // Puts all found clusters in separate lists, one per clusters.
  81 // Arguments: pDigAll     - list of digits for all chambers
  82 //            pCluAll     - list of clusters for all chambers
  83 //            isTryUnfold - flag to choose between CoG and Mathieson fitting
  84 //  Returns: none
  85   TMatrixF padMap(AliHMPIDParam::kMinPx,AliHMPIDParam::kMaxPcx,AliHMPIDParam::kMinPy,AliHMPIDParam::kMaxPcy);  //pads map for single chamber 0..159 x 0..143
  86
  87   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++){                  //chambers loop
  88     TClonesArray *pDigCur=(TClonesArray*)pDigAll->At(iCh);                                //get list of digits for current chamber
  89     if(pDigCur->GetEntriesFast()==0) continue;                                            //no digits for current chamber
  90
  91     padMap=(Float_t)-1;                                                                   //reset map to -1 (means no digit for this pad)
  92     TClonesArray *pCluCur=(TClonesArray*)pCluAll->At(iCh);                                //get list of clusters for current chamber
  93
  94     for(Int_t iDig=0;iDig<pDigCur->GetEntriesFast();iDig++){                              //digits loop to fill pads map
  95       AliHMPIDDigit *pDig= (AliHMPIDDigit*)pDigCur->At(iDig);                             //get current digit
  96       padMap( pDig->PadChX(), pDig->PadChY() )=iDig;                                      //fill the map, (padx,pady) cell takes digit index
  97     }//digits loop to fill digits map
  98
  99     AliHMPIDCluster clu;                                                                  //tmp cluster to be used as current
 100     for(Int_t iDig=0;iDig<pDigCur->GetEntriesFast();iDig++){                              //digits loop for current chamber
 101       AliHMPIDDigit *pDig=(AliHMPIDDigit*)pDigCur->At(iDig);                              //take current digit
 102       if(!(pDig=UseDig(pDig->PadChX(),pDig->PadChY(),pDigCur,&padMap))) continue;         //this digit is already taken in FormClu(), go after next digit
 103       FormClu(&clu,pDig,pDigCur,&padMap);                                                 //form cluster starting from this digit by recursion
 104
 105       clu.Solve(pCluCur,isTryUnfold);                                                     //solve this cluster and add all unfolded clusters to provided list
 106       clu.Reset();                                                                        //empty current cluster
 107     }//digits loop for current chamber
 108   }//chambers loop
 109 }//Dig2Clu()
 110 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 111 void  AliHMPIDReconstructor::FormClu(AliHMPIDCluster *pClu,AliHMPIDDigit *pDig,TClonesArray *pDigLst,TMatrixF *pDigMap)
 112 {
 113 // Forms the initial cluster as a combination of all adjascent digits. Starts from the given digit then calls itself recursevly  for all neighbours.
 114 // Arguments: pClu - pointer to cluster being formed
 115 //   Returns: none
 116   pClu->DigAdd(pDig);//take this digit in cluster
 117
 118   Int_t cnt=0,cx[4],cy[4];
 119
 120   if(pDig->PadPcX() != AliHMPIDParam::kMinPx){cx[cnt]=pDig->PadChX()-1; cy[cnt]=pDig->PadChY()  ;cnt++;}       //left
 121   if(pDig->PadPcX() != AliHMPIDParam::kMaxPx){cx[cnt]=pDig->PadChX()+1; cy[cnt]=pDig->PadChY()  ;cnt++;}       //right
 122   if(pDig->PadPcY() != AliHMPIDParam::kMinPy){cx[cnt]=pDig->PadChX()  ; cy[cnt]=pDig->PadChY()-1;cnt++;}       //down
 123   if(pDig->PadPcY() != AliHMPIDParam::kMaxPy){cx[cnt]=pDig->PadChX()  ; cy[cnt]=pDig->PadChY()+1;cnt++;}       //up
 124
 125   for (Int_t i=0;i<cnt;i++){//neighbours loop
 126     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
 127   }//neighbours loop
 128 }//FormClu()
 129 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 130 void AliHMPIDReconstructor::Reconstruct(TTree *pDigTree,TTree *pCluTree)const
 131 {
 132 //Invoked  by AliReconstruction to convert digits to clusters i.e. reconstruct simulated data
 133 //Arguments: pDigTree - pointer to Digit tree
 134 //           pCluTree - poitner to Cluster tree
 135 //  Returns: none
 136   AliDebug(1,"Start.");
 137   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++) {
 138     pCluTree->Branch(Form("HMPID%d",iCh),&((*fClu)[iCh]),4000,0);
 139     pDigTree->SetBranchAddress(Form("HMPID%d",iCh),&((*fDig)[iCh]));
 140   }
 141   pDigTree->GetEntry(0);
 142   Dig2Clu(fDig,fClu);              //cluster finder
 143   pCluTree->Fill();                //fill tree for current event
 144
 145   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++){
 146     fDig->At(iCh)->Clear();
 147     fClu->At(iCh)->Clear();
 148   }
 149
 150   AliDebug(1,"Stop.");
 151 }//Reconstruct(for simulated digits)
 152 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 153 void AliHMPIDReconstructor::ConvertDigits(AliRawReader *pRR,TTree *pDigTree)const
 154 {
 155 //Invoked  by AliReconstruction to convert raw digits from DDL files to digits
 156 //Arguments: pRR - ALICE raw reader pointer
 157 //           pDigTree - pointer to Digit tree
 158 //  Returns: none
 159   AliDebug(1,"Start.");
 160 //  Int_t digcnt=0;
 161
 162
 163   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++) {
 164     pDigTree->Branch(Form("HMPID%d",iCh),&((*fDig)[iCh]),4000,0);
 165
 166     Int_t iDigCnt=0;
 167     AliHMPIDRawStream stream(pRR);
 168     while(stream.Next())
 169     {
 170
 171       UInt_t ddl=stream.GetDDLNumber(); //returns 0,1,2 ... 13
 172       if((UInt_t)(2*iCh)==ddl || (UInt_t)(2*iCh+1)==ddl) {
 173        for(Int_t row = 1; row <= AliHMPIDRawStream::kNRows; row++){
 174         for(Int_t dil = 1; dil <= AliHMPIDRawStream::kNDILOGICAdd; dil++){
 175           for(Int_t pad = 0; pad < AliHMPIDRawStream::kNPadAdd; pad++){
 176             if(stream.GetCharge(ddl,row,dil,pad) < 1) continue;
 177               AliHMPIDDigit dig(stream.GetPad(ddl,row,dil,pad),stream.GetCharge(ddl,row,dil,pad));
 178               if(!IsDigSurvive(&dig)) continue;
 179               new((*((TClonesArray*)fDig->At(iCh)))[iDigCnt++]) AliHMPIDDigit(dig); //add this digit to the tmp list
 180             }//pad
 181           }//dil
 182         }//row
 183       }//while
 184     }
 185     stream.Delete();
 186   }
 187   pDigTree->Fill();
 188
 189   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++)fDig->At(iCh)->Clear();
 190
 191   AliDebug(1,"Stop.");
 192 }//Reconstruct digits from raw digits
 193 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 194 void AliHMPIDReconstructor::FillESD(TTree */*digitsTree*/, TTree */*clustersTree*/, AliESDEvent *pESD) const
 195 {
 196 // Calculates probability to be a electron-muon-pion-kaon-proton
 197 // from the given Cerenkov angle and momentum assuming no initial particle composition
 198 // (i.e. apriory probability to be the particle of the given sort is the same for all sorts)
 199
 200   AliPID ppp; //needed
 201   Double_t pid[AliPID::kSPECIES],h[AliPID::kSPECIES];
 202
 203   for(Int_t iTrk=0;iTrk<pESD->GetNumberOfTracks();iTrk++){//ESD tracks loop
 204     AliESDtrack *pTrk = pESD->GetTrack(iTrk);// get next reconstructed track
 205     if(pTrk->GetHMPIDsignal()<=0){//HMPID does not find anything reasonable for this track, assign 0.2 for all species
 206       for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++) pid[iPart]=1.0/AliPID::kSPECIES;
 207       pTrk->SetHMPIDpid(pid);
 208       continue;
 209     }
 210     Double_t pmod = pTrk->GetP();
 211     Double_t hTot=0;
 212     for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++){
 213       Double_t mass = AliPID::ParticleMass(iPart);
 214       Double_t cosThetaTh = TMath::Sqrt(mass*mass+pmod*pmod)/(AliHMPIDParam::Instance()->MeanIdxRad()*pmod);
 215       if(cosThetaTh<1) //calculate the height of theoretical theta ckov on the gaus of experimental one
 216         h[iPart] =TMath::Gaus(TMath::ACos(cosThetaTh),pTrk->GetHMPIDsignal(),TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),kTRUE);
 217       else             //beta < 1/ref. idx. => no light at all
 218         h[iPart] =0 ;
 219       hTot    +=h[iPart]; //total height of all theoretical heights for normalization
 220     }//species loop
 221
 222     Double_t hMin=TMath::Gaus(pTrk->GetHMPIDsignal()-4*TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),pTrk->GetHMPIDsignal(),TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),kTRUE);//5 sigma protection
 223
 224     for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++)//species loop to assign probabilities
 225       if(hTot>hMin)
 226         pid[iPart]=h[iPart]/hTot;
 227       else                               //all theoretical values are far away from experemental one
 228         pid[iPart]=1.0/AliPID::kSPECIES;
 229     pTrk->SetHMPIDpid(pid);
 230   }//ESD tracks loop
 231 }//FillESD()