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
  37   fClu=new TObjArray(AliHMPIDDigit::kMaxCh+1); fClu->SetOwner(kTRUE);
  38   fDig=new TObjArray(AliHMPIDDigit::kMaxCh+1); fDig->SetOwner(kTRUE);
  39
  40   for(int i=AliHMPIDDigit::kMinCh;i<=AliHMPIDDigit::kMaxCh;i++){
  41     fDig->AddAt(new TClonesArray("AliHMPIDDigit"),i);
  42     TClonesArray *pClus = new TClonesArray("AliHMPIDCluster");
  43     pClus->SetUniqueID(i);
  44     fClu->AddAt(pClus,i);
  45   }
  46
  47   AliCDBEntry *pUserCutEnt =AliCDBManager::Instance()->Get("HMPID/Calib/UserCut");    //contains TObjArray of 14 TObject with n. of sigmas to cut charge
  48   if(!pUserCutEnt) return;                                                            //No request from User to apply a more severe cut on pad charge
  49
  50   fUserCut = pUserCutEnt->GetObject()->GetUniqueID();
  51
  52   Printf(" usercut %i ",fUserCut);
  53
  54   AliCDBEntry *pDaqCutEnt =AliCDBManager::Instance()->Get("HMPID/Calib/DaqSigCut");     //contains TObjArray of 14 TObject with n. of sigmas to cut charge
  55   if(!pDaqCutEnt) AliFatal("No pedestal sigmas cut!");
  56   TObjArray *pDaqCut = (TObjArray*)pDaqCutEnt->GetObject();
  57
  58
  59   for(Int_t ddl=0;ddl<14;ddl++){
  60     if(fUserCut<=(Int_t)pDaqCut->At(ddl)->GetUniqueID()) continue;
  61     AliCDBEntry *pDaqSigEnt =AliCDBManager::Instance()->Get("HMPID/Calib/DaqSig");  //contains TObjArray of TObjArray 14 TMatrixF sigmas values for pads
  62     if(!pDaqSigEnt) AliFatal("No pedestals from DAQ!");
  63     TObjArray *pDaqSig = (TObjArray*)pDaqSigEnt->GetObject();
  64     SigConv(pDaqSig);
  65     break;
  66   }
  67 }//AliHMPIDReconstructor
  68 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
  69 void AliHMPIDReconstructor::SigConv(TObjArray *pDaqSig)
  70 {
  71 // Conversion from the pedestal objects in to 7 TMatrixF(padX,padY)
  72 //Arguments: pDaqSig pointer to the pedestal objects from OCDB
  73 //   Returs: none
  74 //
  75   fDaqSig = new TObjArray(AliHMPIDDigit::kMaxCh+1);fDaqSig->SetOwner(kTRUE);
  76
  77   for(Int_t iCh=AliHMPIDDigit::kMinCh;iCh<=AliHMPIDDigit::kMaxCh;iCh++) fDaqSig->AddAt(new TMatrixF(1,10,0,47),iCh);
  78
  79   AliHMPIDDigit dig;
  80
  81   for(Int_t ddl=0;ddl<=13;ddl++){
  82     for(Int_t row=1;row<=24;row++)
  83       for(Int_t dil=1;dil<=10;dil++)
  84         for(Int_t adr=0;adr<=47;adr++){
  85           TObjArray *pDdl = (TObjArray*)pDaqSig->At(ddl);
  86           TObjArray *pRow = (TObjArray*)pDdl->At(row-1);
  87           TMatrixF *pM = (TMatrixF*)pRow;
  88           Float_t sigma = (*pM)(dil,adr);
  89           dig.Raw(ddl,row,dil,adr);
  90           TMatrixF* pMConv = (TMatrixF*)(fDaqSig->At(dig.Ch()));
  91           (*pMConv)(dig.PadChX(),dig.PadChY()) = sigma;
  92         }
  93   }
  94 }//SigConv()
  95 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
  96 void AliHMPIDReconstructor::Dig2Clu(TObjArray *pDigAll,TObjArray *pCluAll,Bool_t isTryUnfold)
  97 {
  98 // Finds all clusters for a given digits list provided not empty. Currently digits list is a list of all digits for a single chamber.
  99 // Puts all found clusters in separate lists, one per clusters.
 100 // Arguments: pDigAll     - list of digits for all chambers
 101 //            pCluAll     - list of clusters for all chambers
 102 //            isTryUnfold - flag to choose between CoG and Mathieson fitting
 103 //  Returns: none
 104   TMatrixF padMap(AliHMPIDDigit::kMinPx,AliHMPIDDigit::kMaxPcx,AliHMPIDDigit::kMinPy,AliHMPIDDigit::kMaxPcy);  //pads map for single chamber 0..159 x 0..143
 105
 106   for(Int_t iCh=AliHMPIDDigit::kMinCh;iCh<=AliHMPIDDigit::kMaxCh;iCh++){                  //chambers loop
 107     TClonesArray *pDigCur=(TClonesArray*)pDigAll->At(iCh);                                //get list of digits for current chamber
 108     if(pDigCur->GetEntriesFast()==0) continue;                                            //no digits for current chamber
 109
 110     padMap=(Float_t)-1;                                                                   //reset map to -1 (means no digit for this pad)
 111     TClonesArray *pCluCur=(TClonesArray*)pCluAll->At(iCh);                                //get list of clusters for current chamber
 112
 113     for(Int_t iDig=0;iDig<pDigCur->GetEntriesFast();iDig++){                              //digits loop to fill pads map
 114       AliHMPIDDigit *pDig= (AliHMPIDDigit*)pDigCur->At(iDig);                             //get current digit
 115       padMap( pDig->PadChX(), pDig->PadChY() )=iDig;                                      //fill the map, (padx,pady) cell takes digit index
 116     }//digits loop to fill digits map
 117
 118     AliHMPIDCluster clu;                                                                  //tmp cluster to be used as current
 119     for(Int_t iDig=0;iDig<pDigCur->GetEntriesFast();iDig++){                              //digits loop for current chamber
 120       AliHMPIDDigit *pDig=(AliHMPIDDigit*)pDigCur->At(iDig);                              //take current digit
 121       if(!(pDig=UseDig(pDig->PadChX(),pDig->PadChY(),pDigCur,&padMap))) continue;         //this digit is already taken in FormClu(), go after next digit
 122       FormClu(&clu,pDig,pDigCur,&padMap);                                                 //form cluster starting from this digit by recursion
 123
 124       clu.Solve(pCluCur,isTryUnfold);                                                     //solve this cluster and add all unfolded clusters to provided list
 125       clu.Reset();                                                                        //empty current cluster
 126     }//digits loop for current chamber
 127   }//chambers loop
 128 }//Dig2Clu()
 129 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 130 void  AliHMPIDReconstructor::FormClu(AliHMPIDCluster *pClu,AliHMPIDDigit *pDig,TClonesArray *pDigLst,TMatrixF *pDigMap)
 131 {
 132 // Forms the initial cluster as a combination of all adjascent digits. Starts from the given digit then calls itself recursevly  for all neighbours.
 133 // Arguments: pClu - pointer to cluster being formed
 134 //   Returns: none
 135   pClu->DigAdd(pDig);//take this digit in cluster
 136
 137   Int_t cnt=0,cx[4],cy[4];
 138
 139   if(pDig->PadPcX() != AliHMPIDDigit::kMinPx){cx[cnt]=pDig->PadChX()-1; cy[cnt]=pDig->PadChY()  ;cnt++;}       //left
 140   if(pDig->PadPcX() != AliHMPIDDigit::kMaxPx){cx[cnt]=pDig->PadChX()+1; cy[cnt]=pDig->PadChY()  ;cnt++;}       //right
 141   if(pDig->PadPcY() != AliHMPIDDigit::kMinPy){cx[cnt]=pDig->PadChX()  ; cy[cnt]=pDig->PadChY()-1;cnt++;}       //down
 142   if(pDig->PadPcY() != AliHMPIDDigit::kMaxPy){cx[cnt]=pDig->PadChX()  ; cy[cnt]=pDig->PadChY()+1;cnt++;}       //up
 143
 144   for (Int_t i=0;i<cnt;i++){//neighbours loop
 145     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
 146   }//neighbours loop
 147 }//FormClu()
 148 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 149 void AliHMPIDReconstructor::Reconstruct(TTree *pDigTree,TTree *pCluTree)const
 150 {
 151 //Invoked  by AliReconstruction to convert digits to clusters i.e. reconstruct simulated data
 152 //Arguments: pDigTree - pointer to Digit tree
 153 //           pCluTree - poitner to Cluster tree
 154 //  Returns: none
 155   AliDebug(1,"Start.");
 156   for(Int_t iCh=AliHMPIDDigit::kMinCh;iCh<=AliHMPIDDigit::kMaxCh;iCh++) {
 157     pCluTree->Branch(Form("HMPID%d",iCh),&((*fClu)[iCh]),4000,0);
 158     pDigTree->SetBranchAddress(Form("HMPID%d",iCh),&((*fDig)[iCh]));
 159   }
 160   pDigTree->GetEntry(0);
 161   Dig2Clu(fDig,fClu);              //cluster finder
 162   pCluTree->Fill();                //fill tree for current event
 163
 164   for(Int_t iCh=AliHMPIDDigit::kMinCh;iCh<=AliHMPIDDigit::kMaxCh;iCh++){
 165     fDig->At(iCh)->Clear();
 166     fClu->At(iCh)->Clear();
 167   }
 168
 169   AliDebug(1,"Stop.");
 170 }//Reconstruct(for simulated digits)
 171 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 172 void AliHMPIDReconstructor::Reconstruct(AliRunLoader *pAL,AliRawReader* pRR)const
 173 {
 174 //Invoked  by AliReconstruction to convert raw digits from DDL files to clusters
 175 //Arguments: pAL - ALICE run loader pointer
 176 //           pRR - ALICE raw reader pointer
 177 //  Returns: none
 178   AliLoader *pRL=pAL->GetDetectorLoader("HMPID");  AliHMPID *pRich=(AliHMPID*)pAL->GetAliRun()->GetDetector("HMPID");//get pointers for HMPID and HMPID loader
 179
 180   AliHMPIDDigit dig; //tmp digit, raw digit will be converted to it
 181
 182   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
 183
 184   Int_t iEvtN=0;
 185   while(pRR->NextEvent()){//events loop
 186     pAL->GetEvent(iEvtN++);
 187     pRL->MakeTree("R");  pRich->MakeBranch("R");
 188
 189     for(Int_t iCh=0;iCh<7;iCh++){//chambers loop
 190       pRR->Select("HMPID",2*iCh,2*iCh+1);//select only DDL files for the current chamber
 191       UInt_t w32=0;
 192       while(pRR->ReadNextInt(w32)){//raw records loop (in selected DDL files)
 193         UInt_t ddl=pRR->GetDDLID(); //returns 0,1,2 ... 13
 194         dig.Raw(w32,ddl,pRR);
 195         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()));
 196         if(!IsDigSurvive(&dig)) continue;                                             //sigma cut test
 197         new((*((TClonesArray*)digLst.At(iCh)))[iDigCnt[iCh]++]) AliHMPIDDigit(dig); //add this digit to the tmp list
 198       }//raw records loop
 199       pRR->Reset();
 200     }//chambers loop
 201
 202     Dig2Clu(&digLst,pRich->CluLst());//cluster finder for all chambers
 203     for(Int_t i=0;i<7;i++){digLst.At(i)->Delete(); iDigCnt[i]=0;}                    //clean up list of digits for all chambers
 204
 205     pRL->TreeR()->Fill();            //fill tree for current event
 206     pRL->WriteRecPoints("OVERWRITE");//write out clusters for current event
 207     pRich->CluReset();
 208   }//events loop
 209   pRL->UnloadRecPoints();
 210 }//Reconstruct raw data
 211 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 212 void AliHMPIDReconstructor::ConvertDigits(AliRawReader *pRR,TTree *pDigTree)const
 213 {
 214 //Invoked  by AliReconstruction to convert raw digits from DDL files to digits
 215 //Arguments: pRR - ALICE raw reader pointer
 216 //           pDigTree - pointer to Digit tree
 217 //  Returns: none
 218   AliDebug(1,"Start.");
 219   AliHMPIDDigit dig; //tmp digit, raw digit will be converted to it
 220   for(Int_t iCh=AliHMPIDDigit::kMinCh;iCh<=AliHMPIDDigit::kMaxCh;iCh++) {
 221     pDigTree->Branch(Form("HMPID%d",iCh),&((*fDig)[iCh]),4000,0);
 222     pRR->Select("HMPID",2*iCh,2*iCh+1);//select only DDL files for the current chamber
 223     Int_t iDigCnt=0;
 224     UInt_t w32=0;
 225     while(pRR->ReadNextInt(w32)){//raw records loop (in selected DDL files)
 226       UInt_t ddl=pRR->GetDDLID(); //returns 0,1,2 ... 13
 227       if (!dig.Raw(w32,ddl,pRR)) continue;
 228       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()));
 229       if(!IsDigSurvive(&dig)) continue;                                       //sigma cut test
 230       new((*((TClonesArray*)fDig->At(iCh)))[iDigCnt++]) AliHMPIDDigit(dig); //add this digit to the tmp list
 231     }//raw records loop
 232     pRR->Reset();
 233   }//chambers loop
 234   pDigTree->Fill();
 235   for(Int_t iCh=AliHMPIDDigit::kMinCh;iCh<=AliHMPIDDigit::kMaxCh;iCh++)fDig->At(iCh)->Clear();
 236   AliDebug(1,"Stop.");
 237 }//Reconstruct digits from raw digits
 238 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 239 void AliHMPIDReconstructor::FillESD(AliRunLoader *, AliESD *pESD) const
 240 {
 241 // Calculates probability to be a electron-muon-pion-kaon-proton
 242 // from the given Cerenkov angle and momentum assuming no initial particle composition
 243 // (i.e. apriory probability to be the particle of the given sort is the same for all sorts)
 244
 245   AliPID ppp; //needed
 246   Double_t pid[AliPID::kSPECIES],h[AliPID::kSPECIES];
 247
 248   for(Int_t iTrk=0;iTrk<pESD->GetNumberOfTracks();iTrk++){//ESD tracks loop
 249     AliESDtrack *pTrk = pESD->GetTrack(iTrk);// get next reconstructed track
 250     if(pTrk->GetHMPIDsignal()<=0){//HMPID does not find anything reasonable for this track, assign 0.2 for all species
 251       for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++) pid[iPart]=1.0/AliPID::kSPECIES;
 252       pTrk->SetHMPIDpid(pid);
 253       continue;
 254     }
 255     Double_t pmod = pTrk->GetP();
 256     Double_t hTot=0;
 257     for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++){
 258       Double_t mass = AliPID::ParticleMass(iPart);
 259       Double_t cosThetaTh = TMath::Sqrt(mass*mass+pmod*pmod)/(AliHMPIDParam::Instance()->MeanIdxRad()*pmod);
 260       if(cosThetaTh<1) //calculate the height of theoretical theta ckov on the gaus of experimental one
 261         h[iPart] =TMath::Gaus(TMath::ACos(cosThetaTh),pTrk->GetHMPIDsignal(),TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),kTRUE);
 262       else             //beta < 1/ref. idx. => no light at all
 263         h[iPart] =0 ;
 264       hTot    +=h[iPart]; //total height of all theoretical heights for normalization
 265     }//species loop
 266
 267     Double_t hMin=TMath::Gaus(pTrk->GetHMPIDsignal()-4*TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),pTrk->GetHMPIDsignal(),TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),kTRUE);//5 sigma protection
 268
 269     for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++)//species loop to assign probabilities
 270       if(hTot>hMin)
 271         pid[iPart]=h[iPart]/hTot;
 272       else                               //all theoretical values are far away from experemental one
 273         pid[iPart]=1.0/AliPID::kSPECIES;
 274     pTrk->SetHMPIDpid(pid);
 275   }//ESD tracks loop
 276 }//FillESD()
 277 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++