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