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 ClassImp(AliHMPIDReconstructor)
  29
  30 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
  31 AliHMPIDReconstructor::AliHMPIDReconstructor():AliReconstructor(),fUserCut(0),fDaqSig(0),fDig(0),fClu(0)
  32 {
  33 //
  34 //ctor
  35 //
  36   AliHMPIDParam::Instance();                                                        //geometry loaded for reconstruction
  37   fUserCut = new Int_t[7];
  38   fClu=new TObjArray(AliHMPIDParam::kMaxCh+1); fClu->SetOwner(kTRUE);
  39   fDig=new TObjArray(AliHMPIDParam::kMaxCh+1); fDig->SetOwner(kTRUE);
  40
  41   for(int i=AliHMPIDParam::kMinCh;i<=AliHMPIDParam::kMaxCh;i++){
  42     fDig->AddAt(new TClonesArray("AliHMPIDDigit"),i);
  43     TClonesArray *pClus = new TClonesArray("AliHMPIDCluster");
  44     pClus->SetUniqueID(i);
  45     fClu->AddAt(pClus,i);
  46   }
  47
  48   AliCDBEntry *pUserCutEnt =AliCDBManager::Instance()->Get("HMPID/Calib/UserCut");    //contains TObjArray of 14 TObject with n. of sigmas to cut charge
  49   if(pUserCutEnt) {
  50     TObjArray *pUserCut = (TObjArray*)pUserCutEnt->GetObject();
  51     for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++){                  //chambers loop
  52       fUserCut[iCh] = pUserCut->At(iCh)->GetUniqueID();
  53       Printf("HMPID: UserCut successfully loaded for chamber %i -> %i ",iCh,fUserCut[iCh]);
  54     }
  55   }
  56
  57
  58   AliCDBEntry *pDaqSigEnt =AliCDBManager::Instance()->Get("HMPID/Calib/DaqSig");  //contains TObjArray of TObjArray 14 TMatrixF sigmas values for pads
  59   if(!pDaqSigEnt) AliFatal("No pedestals from DAQ!");
  60   fDaqSig = (TObjArray*)pDaqSigEnt->GetObject();
  61   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++){                  //chambers loop
  62     Printf(" HMPID: DaqSigCut successfully loaded for chamber %i -> %i ",iCh,(Int_t)fDaqSig->At(iCh)->GetUniqueID());
  63   }
  64 }//AliHMPIDReconstructor
  65 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
  66 void AliHMPIDReconstructor::Dig2Clu(TObjArray *pDigAll,TObjArray *pCluAll,Bool_t isTryUnfold)
  67 {
  68 // Finds all clusters for a given digits list provided not empty. Currently digits list is a list of all digits for a single chamber.
  69 // Puts all found clusters in separate lists, one per clusters.
  70 // Arguments: pDigAll     - list of digits for all chambers
  71 //            pCluAll     - list of clusters for all chambers
  72 //            isTryUnfold - flag to choose between CoG and Mathieson fitting
  73 //  Returns: none
  74   TMatrixF padMap(AliHMPIDParam::kMinPx,AliHMPIDParam::kMaxPcx,AliHMPIDParam::kMinPy,AliHMPIDParam::kMaxPcy);  //pads map for single chamber 0..159 x 0..143
  75
  76   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++){                  //chambers loop
  77     TClonesArray *pDigCur=(TClonesArray*)pDigAll->At(iCh);                                //get list of digits for current chamber
  78     if(pDigCur->GetEntriesFast()==0) continue;                                            //no digits for current chamber
  79
  80     padMap=(Float_t)-1;                                                                   //reset map to -1 (means no digit for this pad)
  81     TClonesArray *pCluCur=(TClonesArray*)pCluAll->At(iCh);                                //get list of clusters for current chamber
  82
  83     for(Int_t iDig=0;iDig<pDigCur->GetEntriesFast();iDig++){                              //digits loop to fill pads map
  84       AliHMPIDDigit *pDig= (AliHMPIDDigit*)pDigCur->At(iDig);                             //get current digit
  85       padMap( pDig->PadChX(), pDig->PadChY() )=iDig;                                      //fill the map, (padx,pady) cell takes digit index
  86     }//digits loop to fill digits map
  87
  88     AliHMPIDCluster clu;                                                                  //tmp cluster to be used as current
  89     for(Int_t iDig=0;iDig<pDigCur->GetEntriesFast();iDig++){                              //digits loop for current chamber
  90       AliHMPIDDigit *pDig=(AliHMPIDDigit*)pDigCur->At(iDig);                              //take current digit
  91       if(!(pDig=UseDig(pDig->PadChX(),pDig->PadChY(),pDigCur,&padMap))) continue;         //this digit is already taken in FormClu(), go after next digit
  92       FormClu(&clu,pDig,pDigCur,&padMap);                                                 //form cluster starting from this digit by recursion
  93
  94       clu.Solve(pCluCur,isTryUnfold);                                                     //solve this cluster and add all unfolded clusters to provided list
  95       clu.Reset();                                                                        //empty current cluster
  96     }//digits loop for current chamber
  97   }//chambers loop
  98 }//Dig2Clu()
  99 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 100 void  AliHMPIDReconstructor::FormClu(AliHMPIDCluster *pClu,AliHMPIDDigit *pDig,TClonesArray *pDigLst,TMatrixF *pDigMap)
 101 {
 102 // Forms the initial cluster as a combination of all adjascent digits. Starts from the given digit then calls itself recursevly  for all neighbours.
 103 // Arguments: pClu - pointer to cluster being formed
 104 //   Returns: none
 105   pClu->DigAdd(pDig);//take this digit in cluster
 106
 107   Int_t cnt=0,cx[4],cy[4];
 108
 109   if(pDig->PadPcX() != AliHMPIDParam::kMinPx){cx[cnt]=pDig->PadChX()-1; cy[cnt]=pDig->PadChY()  ;cnt++;}       //left
 110   if(pDig->PadPcX() != AliHMPIDParam::kMaxPx){cx[cnt]=pDig->PadChX()+1; cy[cnt]=pDig->PadChY()  ;cnt++;}       //right
 111   if(pDig->PadPcY() != AliHMPIDParam::kMinPy){cx[cnt]=pDig->PadChX()  ; cy[cnt]=pDig->PadChY()-1;cnt++;}       //down
 112   if(pDig->PadPcY() != AliHMPIDParam::kMaxPy){cx[cnt]=pDig->PadChX()  ; cy[cnt]=pDig->PadChY()+1;cnt++;}       //up
 113
 114   for (Int_t i=0;i<cnt;i++){//neighbours loop
 115     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
 116   }//neighbours loop
 117 }//FormClu()
 118 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 119 void AliHMPIDReconstructor::Reconstruct(TTree *pDigTree,TTree *pCluTree)const
 120 {
 121 //Invoked  by AliReconstruction to convert digits to clusters i.e. reconstruct simulated data
 122 //Arguments: pDigTree - pointer to Digit tree
 123 //           pCluTree - poitner to Cluster tree
 124 //  Returns: none
 125   AliDebug(1,"Start.");
 126   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++) {
 127     pCluTree->Branch(Form("HMPID%d",iCh),&((*fClu)[iCh]),4000,0);
 128     pDigTree->SetBranchAddress(Form("HMPID%d",iCh),&((*fDig)[iCh]));
 129   }
 130   pDigTree->GetEntry(0);
 131   Dig2Clu(fDig,fClu);              //cluster finder
 132   pCluTree->Fill();                //fill tree for current event
 133
 134   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++){
 135     fDig->At(iCh)->Clear();
 136     fClu->At(iCh)->Clear();
 137   }
 138
 139   AliDebug(1,"Stop.");
 140 }//Reconstruct(for simulated digits)
 141 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 142 void AliHMPIDReconstructor::Reconstruct(AliRunLoader *pAL,AliRawReader* pRR)const
 143 {
 144 //Invoked  by AliReconstruction to convert raw digits from DDL files to clusters
 145 //Arguments: pAL - ALICE run loader pointer
 146 //           pRR - ALICE raw reader pointer
 147 //  Returns: none
 148   AliLoader *pRL=pAL->GetDetectorLoader("HMPID");  AliHMPID *pRich=(AliHMPID*)pAL->GetAliRun()->GetDetector("HMPID");//get pointers for HMPID and HMPID loader
 149
 150   AliHMPIDDigit dig; //tmp digit, raw digit will be converted to it
 151
 152   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
 153
 154   Int_t iEvtN=0;
 155   while(pRR->NextEvent()){//events loop
 156     pAL->GetEvent(iEvtN++);
 157     pRL->MakeTree("R");  pRich->MakeBranch("R");
 158
 159     for(Int_t iCh=0;iCh<7;iCh++){//chambers loop
 160       pRR->Select("HMPID",2*iCh,2*iCh+1);//select only DDL files for the current chamber
 161       UInt_t w32=0;
 162       while(pRR->ReadNextInt(w32)){//raw records loop (in selected DDL files)
 163         UInt_t ddl=pRR->GetDDLID(); //returns 0,1,2 ... 13
 164         dig.Raw(w32,ddl,pRR);
 165         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()));
 166         if(!IsDigSurvive(&dig)) continue;                                             //sigma cut test
 167         new((*((TClonesArray*)digLst.At(iCh)))[iDigCnt[iCh]++]) AliHMPIDDigit(dig); //add this digit to the tmp list
 168       }//raw records loop
 169       pRR->Reset();
 170     }//chambers loop
 171
 172     Dig2Clu(&digLst,pRich->CluLst());//cluster finder for all chambers
 173     for(Int_t i=0;i<7;i++){digLst.At(i)->Delete(); iDigCnt[i]=0;}                    //clean up list of digits for all chambers
 174
 175     pRL->TreeR()->Fill();            //fill tree for current event
 176     pRL->WriteRecPoints("OVERWRITE");//write out clusters for current event
 177     pRich->CluReset();
 178   }//events loop
 179   pRL->UnloadRecPoints();
 180 }//Reconstruct raw data
 181 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 182 void AliHMPIDReconstructor::ConvertDigits(AliRawReader *pRR,TTree *pDigTree)const
 183 {
 184 //Invoked  by AliReconstruction to convert raw digits from DDL files to digits
 185 //Arguments: pRR - ALICE raw reader pointer
 186 //           pDigTree - pointer to Digit tree
 187 //  Returns: none
 188   AliDebug(1,"Start.");
 189   AliHMPIDDigit dig; //tmp digit, raw digit will be converted to it
 190   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++) {
 191     pDigTree->Branch(Form("HMPID%d",iCh),&((*fDig)[iCh]),4000,0);
 192     pRR->Select("HMPID",2*iCh,2*iCh+1);//select only DDL files for the current chamber
 193     Int_t iDigCnt=0;
 194     UInt_t w32=0;
 195                 while(pRR->ReadNextInt(w32)){//raw records loop (in selected DDL files)
 196       UInt_t ddl=pRR->GetDDLID(); //returns 0,1,2 ... 13
 197       if(!dig.Raw(w32,ddl,pRR)) continue;
 198       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()));
 199       if(!IsDigSurvive(&dig)) continue;                                       //sigma cut test
 200       new((*((TClonesArray*)fDig->At(iCh)))[iDigCnt++]) AliHMPIDDigit(dig); //add this digit to the tmp list
 201     }//raw records loop
 202     pRR->Reset();
 203   }//chambers loop
 204   pDigTree->Fill();
 205   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++)fDig->At(iCh)->Clear();
 206   AliDebug(1,"Stop.");
 207 }//Reconstruct digits from raw digits
 208 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 209 void AliHMPIDReconstructor::FillESD(AliRunLoader *, AliESDEvent *pESD) const
 210 {
 211 // Calculates probability to be a electron-muon-pion-kaon-proton
 212 // from the given Cerenkov angle and momentum assuming no initial particle composition
 213 // (i.e. apriory probability to be the particle of the given sort is the same for all sorts)
 214
 215   AliPID ppp; //needed
 216   Double_t pid[AliPID::kSPECIES],h[AliPID::kSPECIES];
 217
 218   for(Int_t iTrk=0;iTrk<pESD->GetNumberOfTracks();iTrk++){//ESD tracks loop
 219     AliESDtrack *pTrk = pESD->GetTrack(iTrk);// get next reconstructed track
 220     if(pTrk->GetHMPIDsignal()<=0){//HMPID does not find anything reasonable for this track, assign 0.2 for all species
 221       for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++) pid[iPart]=1.0/AliPID::kSPECIES;
 222       pTrk->SetHMPIDpid(pid);
 223       continue;
 224     }
 225     Double_t pmod = pTrk->GetP();
 226     Double_t hTot=0;
 227     for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++){
 228       Double_t mass = AliPID::ParticleMass(iPart);
 229       Double_t cosThetaTh = TMath::Sqrt(mass*mass+pmod*pmod)/(AliHMPIDParam::Instance()->MeanIdxRad()*pmod);
 230       if(cosThetaTh<1) //calculate the height of theoretical theta ckov on the gaus of experimental one
 231         h[iPart] =TMath::Gaus(TMath::ACos(cosThetaTh),pTrk->GetHMPIDsignal(),TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),kTRUE);
 232       else             //beta < 1/ref. idx. => no light at all
 233         h[iPart] =0 ;
 234       hTot    +=h[iPart]; //total height of all theoretical heights for normalization
 235     }//species loop
 236
 237     Double_t hMin=TMath::Gaus(pTrk->GetHMPIDsignal()-4*TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),pTrk->GetHMPIDsignal(),TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),kTRUE);//5 sigma protection
 238
 239     for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++)//species loop to assign probabilities
 240       if(hTot>hMin)
 241         pid[iPart]=h[iPart]/hTot;
 242       else                               //all theoretical values are far away from experemental one
 243         pid[iPart]=1.0/AliPID::kSPECIES;
 244     pTrk->SetHMPIDpid(pid);
 245   }//ESD tracks loop
 246 }//FillESD()
 247 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++