PHOS/AliPHOSPIDv1.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //_________________________________________________________________________
  19 // Implementation version v1 of the PHOS particle identifier
  20 // Particle identification based on the
  21 //     - RCPV: distance from CPV recpoint to EMCA recpoint.
  22 //     - TOF
  23 //     - PCA: Principal Components Analysis..
  24 // The identified particle has an identification number corresponding
  25 // to a 9 bits number:
  26 //     -Bit 0 to 2: bit set if RCPV > CpvEmcDistance (each bit corresponds
  27 //      to a different efficiency-purity point of the photon identification)
  28 //     -Bit 3 to 5: bit set if TOF  < TimeGate (each bit corresponds
  29 //      to a different efficiency-purity point of the photon identification)
  30 //     -Bit 6 to 9: bit set if Principal Components are
  31 //      inside an ellipse defined by the parameters a, b, c, x0 and y0.
  32 //      (each bit corresponds to a different efficiency-purity point of the
  33 //      photon identification)
  34 //      The PCA (Principal components analysis) needs a file that contains
  35 //      a previous analysis of the correlations between the particles. This
  36 //      file is $ALICE_ROOT/PHOS/PCA8pa15_0.5-100.root. Analysis done for
  37 //      energies between 0.5 and 100 GeV.
  38 //      A calibrated energy is calculated. The energy of the reconstructed
  39 //      cluster is corrected with the formula A + B * E  + C * E^2, whose
  40 //      parameters where obtained through the study of the reconstructed
  41 //      energy distribution of monoenergetic photons.
  42 //
  43 //      All the parameters (RCPV(2 rows-3 columns),TOF(1r-3c),PCA(5r-4c)
  44 //      and calibration(1r-3c))are stored in a file called
  45 //      $ALICE_ROOT/PHOS/Parameters.dat. Each time that AliPHOSPIDv1 is
  46 //      initialized, this parameters are copied to a Matrix (9,4), a
  47 //      TMatrixD object.
  48 //
  49 // use case:
  50 //  root [0] AliPHOSPIDv1 * p = new AliPHOSPIDv1("galice1.root")
  51 //  Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
  52 //          // reading headers from file galice1.root and create  RecParticles
  53             // TrackSegments and RecPoints are used
  54 //          // set file name for the branch RecParticles
  55 //  root [1] p->ExecuteTask("deb all time")
  56 //          // available options
  57 //          // "deb" - prints # of reconstructed particles
  58 //          // "deb all" -  prints # and list of RecParticles
  59 //          // "time" - prints benchmarking results
  60 //
  61 //  root [2] AliPHOSPIDv1 * p2 = new AliPHOSPIDv1("galice1.root","v1",kTRUE)
  62 //  Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
  63 //                //Split mode.
  64 //  root [3] p2->ExecuteTask()
  65 //
  66
  67
  68 //*-- Author: Yves Schutz (SUBATECH)  & Gines Martinez (SUBATECH) &
  69 //            Gustavo Conesa April 2002
  70 //            PCA redesigned by Gustavo Conesa October 2002:
  71 //            The way of using the PCA has changed. Instead of 2
  72 //            files with the PCA, each one with different energy ranges
  73 //            of application, we use the wide one (0.5-100 GeV), and instead
  74 //            of fixing 3 ellipses for different ranges of energy, it has been
  75 //            studied the dependency of the ellipses parameters with the
  76 //            energy, and they are implemented in the code as a funtion
  77 //            of the energy.
  78 //
  79 //
  80 //
  81 // --- ROOT system ---
  82 #include "TROOT.h"
  83 #include "TTree.h"
  84 #include "TFile.h"
  85 #include "TF2.h"
  86 #include "TFormula.h"
  87 #include "TCanvas.h"
  88 #include "TFolder.h"
  89 #include "TSystem.h"
  90 #include "TBenchmark.h"
  91 #include "TMatrixD.h"
  92 #include "TPrincipal.h"
  93 #include "TSystem.h"
  94
  95 // --- Standard library ---
  96
  97 #include <Riostream.h>
  98
  99 // --- AliRoot header files ---
 100
 101 #include "AliRun.h"
 102 #include "AliGenerator.h"
 103 #include "AliPHOS.h"
 104 #include "AliPHOSPIDv1.h"
 105 #include "AliPHOSClusterizerv1.h"
 106 #include "AliPHOSTrackSegment.h"
 107 #include "AliPHOSTrackSegmentMakerv1.h"
 108 #include "AliPHOSRecParticle.h"
 109 #include "AliPHOSGeometry.h"
 110 #include "AliPHOSGetter.h"
 111
 112 ClassImp( AliPHOSPIDv1)
 113
 114 //____________________________________________________________________________
 115 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1():AliPHOSPID()
 116 {
 117   // default ctor
 118
 119   InitParameters() ;
 120   fDefaultInit = kTRUE ;
 121
 122 }
 123
 124 //____________________________________________________________________________
 125 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1(AliPHOSPIDv1 & pid ):AliPHOSPID(pid)
 126 {
 127   // ctor
 128   InitParameters() ;
 129
 130   Init() ;
 131   fDefaultInit = kFALSE ;
 132
 133 }
 134
 135 //____________________________________________________________________________
 136 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1(const char * headerFile,const char * name, const Bool_t toSplit)
 137 :AliPHOSPID(headerFile, name,toSplit)
 138 {
 139   //ctor with the indication on where to look for the track segments
 140
 141   InitParameters() ;
 142
 143   Init() ;
 144   fDefaultInit = kFALSE ;
 145
 146 }
 147
 148 //____________________________________________________________________________
 149 AliPHOSPIDv1::~AliPHOSPIDv1()
 150 {
 151   // dtor
 152   // fDefaultInit = kTRUE if PID created by default ctor (to get just the parameters)
 153
 154   delete [] fX ;       // Principal input
 155   delete [] fPPhoton ; // Photon Principal components
 156   delete [] fPPi0 ;    // Pi0 Principal components
 157
 158   if (!fDefaultInit)
 159     fSplitFile = 0 ;
 160 }
 161
 162 //____________________________________________________________________________
 163 const TString AliPHOSPIDv1::BranchName() const
 164 {
 165   TString branchName(GetName() ) ;
 166   branchName.Remove(branchName.Index(Version())-1) ;
 167   return branchName ;
 168 }
 169
 170 //____________________________________________________________________________
 171 void AliPHOSPIDv1::Init()
 172 {
 173   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
 174   // Add the PID task to the list of PHOS tasks
 175
 176   if ( strcmp(GetTitle(), "") == 0 )
 177     SetTitle("galice.root") ;
 178
 179   TString branchname(GetName()) ;
 180   branchname.Remove(branchname.Index(Version())-1) ;
 181   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance(GetTitle(),branchname.Data(),fToSplit ) ;
 182
 183   if ( gime == 0 ) {
 184     Error("Init", "Could not obtain the Getter object !" ) ;
 185     return ;
 186   }
 187
 188   fSplitFile = 0 ;
 189   if(fToSplit){
 190     //First - extract full path if necessary
 191     TString fileName(GetTitle()) ;
 192     Ssiz_t islash = fileName.Last('/') ;
 193     if(islash<fileName.Length())
 194       fileName.Remove(islash+1,fileName.Length()) ;
 195     else
 196       fileName="" ;
 197     fileName+="PHOS.RecData." ;
 198     if((strcmp(branchname.Data(),"Default")!=0)&&(strcmp(branchname.Data(),"")!=0)){
 199       fileName+=branchname.Data() ;
 200       fileName+="." ;
 201     }
 202     fileName+="root" ;
 203     fSplitFile = static_cast<TFile*>(gROOT->GetFile(fileName.Data()));
 204     if(!fSplitFile)
 205       fSplitFile =  TFile::Open(fileName.Data(),"update") ;
 206   }
 207
 208   gime->PostPID(this) ;
 209   // create a folder on the white board //YSAlice/WhiteBoard/RecParticles/PHOS/recparticlesName
 210   gime->PostRecParticles(branchname) ;
 211
 212 }
 213
 214 //____________________________________________________________________________
 215 void AliPHOSPIDv1::InitParameters()
 216 {
 217   // Initialize PID parameters
 218   fRecParticlesInRun = 0 ;
 219   fNEvent            = 0 ;
 220   fRecParticlesInRun = 0 ;
 221   TString pidName( GetName()) ;
 222   if (pidName.IsNull() )
 223     pidName = "Default" ;
 224   pidName.Append(":") ;
 225   pidName.Append(Version()) ;
 226   SetName(pidName) ;
 227   SetParameters() ; // fill the parameters matrix from parameters file
 228 }
 229
 230 //____________________________________________________________________________
 231 const TString AliPHOSPIDv1::GetFileNamePrincipal(TString particle) const
 232 {
 233   //Get file name that contains the PCA for a particle ("photon or pi0")
 234   particle.ToLower();
 235   TString name;
 236   if      (particle=="photon") name = fFileNamePrincipalPhoton ;
 237   else if (particle=="pi0"   ) name = fFileNamePrincipalPi0    ;
 238   else    Error("GetFileNamePrincipal","Wrong particle name: %s (choose from pi0/photon)\n",particle.Data());
 239   return name;
 240 }
 241
 242 //____________________________________________________________________________
 243 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterCalibration(Int_t i) const
 244 {
 245   // Get the i-th parameter "Calibration"
 246   Float_t param = 0.;
 247   if (i>2 || i<0)
 248     Error("GetParameterCalibration","Invalid parameter number: %d",i);
 249   else
 250     param = (*fParameters)(0,i);
 251   return param;
 252 }
 253
 254 //____________________________________________________________________________
 255 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterCpv2Emc(Int_t i, TString axis) const
 256 {
 257   // Get the i-th parameter "CPV-EMC distance" for the specified axis
 258   Float_t param = 0.;
 259   if(i>2 || i<0)
 260     Error("GetParameterCpv2Emc","Invalid parameter number: %d",i);
 261   else {
 262     axis.ToLower();
 263     if      (axis == "x") param = (*fParameters)(1,i);
 264     else if (axis == "z") param = (*fParameters)(2,i);
 265     else Error("GetParameterCpv2Emc","Invalid axis name: %s",axis.Data());
 266   }
 267   return  param;
 268 }
 269
 270 //____________________________________________________________________________
 271 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterTimeGate(Int_t i) const
 272 {
 273   // Get TimeGate parameter depending on Purity-Efficiency i:
 274   // i=0 - Low purity, i=1 - Medium purity, i=2 - High purity
 275   Float_t param = 0.;
 276   if(i>2 || i<0)
 277     Error("GetParameterTimeGate","Invalid Efficiency-Purity choice %d",i);
 278   else
 279     param = (*fParameters)(3,i) ;
 280   return param;
 281 }
 282
 283 //_____________________________________________________________________________
 284 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterToCalculateEllipse(TString particle, TString param, Int_t i) const
 285 {
 286   // Get the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse
 287   // parameter "param" for the particle "particle" ("photon" or "pi0")
 288
 289   particle.ToLower();
 290   param.   ToLower();
 291   Int_t offset = -1;
 292   if      (particle == "photon") offset=0;
 293   else if (particle == "pi0")    offset=5;
 294   else
 295     Error("GetParameterToCalculateEllipse","Wrong particle name: %s (choose from pi0/photon)\n",particle.Data());
 296
 297   Int_t p= -1;
 298   Float_t par = 0;
 299
 300   if     (param.Contains("a")) p=4+offset;
 301   else if(param.Contains("b")) p=5+offset;
 302   else if(param.Contains("c")) p=6+offset;
 303   else if(param.Contains("x0"))p=7+offset;
 304   else if(param.Contains("y0"))p=8+offset;
 305
 306   if      (i>4 || i<0)
 307     Error("GetParameterToCalculateEllipse", "No parameter with index", i) ;
 308   else if (p==-1)
 309     Error("GetParameterToCalculateEllipse", "No parameter with name %s", param.Data() ) ;
 310   else
 311     par = (*fParameters)(p,i) ;
 312
 313   return par;
 314 }
 315
 316 //_____________________________________________________________________________
 317 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterPhotonBoundary (Int_t i) const
 318 {
 319   // Get the parameter "i" to calculate the boundary on the moment M2x
 320   // for photons at high p_T
 321   Float_t param = 0;
 322   if (i>3 || i<0)
 323     Error("GetParameterPhotonBoundary","Wrong parameter number: %d\n",i);
 324   else
 325     param = (*fParameters)(14,i) ;
 326   return param;
 327 }
 328
 329 //____________________________________________________________________________
 330 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterPi0Boundary (Int_t i) const
 331 {
 332   // Get the parameter "i" to calculate the boundary on the moment M2x
 333   // for pi0 at high p_T
 334   Float_t param = 0;
 335   if (i>2 || i<0)
 336     Error("GetParameterPi0Boundary","Wrong parameter number: %d\n",i);
 337   else
 338     param = (*fParameters)(15,i) ;
 339   return param;
 340 }
 341
 342 //____________________________________________________________________________
 343 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetCalibratedEnergy(const Float_t e) const
 344 {
 345 //      It calibrates Energy depending on the recpoint energy.
 346 //      The energy of the reconstructed cluster is corrected with
 347 //      the formula A + B* E  + C* E^2, whose parameters where obtained
 348 //      through the study of the reconstructed energy distribution of
 349 //      monoenergetic photons.
 350
 351   Float_t p[]={0.,0.,0.};
 352   for (Int_t i=0; i<3; i++) p[i] = GetParameterCalibration(i);
 353   Float_t enerec = p[0] +  p[1]*e + p[2]*e*e;
 354   return enerec ;
 355
 356 }
 357 //____________________________________________________________________________
 358 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetCpv2EmcDistanceCut(TString axis, Float_t e) const
 359 {
 360   // Get CpvtoEmcDistance Cut depending on the cluster energy, axis and
 361   // Purity-Efficiency point
 362
 363   axis.ToLower();
 364   Float_t p[]={0.,0.,0.};
 365   for (Int_t i=0; i<3; i++) p[i] = GetParameterCpv2Emc(i,axis);
 366   Float_t sig = p[0] + TMath::Exp(p[1] - p[2]*e);
 367   return sig;
 368 }
 369
 370 //____________________________________________________________________________
 371 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetEllipseParameter(TString particle, TString param, Float_t e) const
 372 {
 373   // Calculates the parameter param of the ellipse
 374
 375   particle.ToLower();
 376   param.   ToLower();
 377   Float_t p[4]={0.,0.,0.,0.};
 378   Float_t value = 0.0;
 379   for (Int_t i=0; i<4; i++) p[i] = GetParameterToCalculateEllipse(particle,param,i);
 380   if (particle == "photon") {
 381     if      (param.Contains("a"))  e = TMath::Min((Double_t)e,70.);
 382     else if (param.Contains("b"))  e = TMath::Min((Double_t)e,70.);
 383     else if (param.Contains("x0")) e = TMath::Max((Double_t)e,1.1);
 384   }
 385
 386   value = p[0]/TMath::Sqrt(e) + p[1]*e + p[2]*e*e + p[3];
 387   return value;
 388 }
 389
 390 //____________________________________________________________________________
 391 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterCalibration(Int_t i,Float_t param)
 392 {
 393   // Set parameter "Calibration" i to a value param
 394   if(i>2 || i<0)
 395     Error("SetParameterCalibration","Invalid parameter number: %d",i);
 396   else
 397     (*fParameters)(0,i) = param ;
 398 }
 399
 400 //____________________________________________________________________________
 401 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterCpv2Emc(Int_t i, TString axis, Float_t cut)
 402 {
 403   // Set the parameters to calculate Cpv-to-Emc Distance Cut depending on
 404   // Purity-Efficiency point i
 405
 406   if(i>2 || i<0)
 407     Error("SetParameterCpv2Emc","Invalid parameter number: %d",i);
 408   else {
 409     axis.ToLower();
 410     if      (axis == "x") (*fParameters)(1,i) = cut;
 411     else if (axis == "z") (*fParameters)(2,i) = cut;
 412     else Error("SetParameterCpv2Emc","Invalid axis name: %s",axis.Data());
 413   }
 414 }
 415 //_____________________________________________________________________________
 416 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterTimeGate(Int_t i, Float_t gate)
 417 {
 418   // Set the parameter TimeGate depending on Purity-Efficiency point i
 419   if (i>2 || i<0)
 420     Error("SetParameterTimeGate","Invalid Efficiency-Purity choice %d",i);
 421   else
 422     (*fParameters)(3,i)= gate ;
 423 }
 424 //_____________________________________________________________________________
 425 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterToCalculateEllipse(TString particle, TString param, Int_t i, Float_t par)
 426 {
 427   // Set the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse
 428   // parameter "param" for a particle "particle"
 429
 430   particle.ToLower();
 431   param.   ToLower();
 432   Int_t p= -1;
 433   Int_t offset=0;
 434
 435   if      (particle == "photon") offset=0;
 436   else if (particle == "pi0")    offset=5;
 437   else
 438     Error("SetParameterToCalculateEllipse","Wrong particle name: %s (choose from pi0/photon)\n",particle.Data());
 439
 440   if     (param.Contains("a")) p=4+offset;
 441   else if(param.Contains("b")) p=5+offset;
 442   else if(param.Contains("c")) p=6+offset;
 443   else if(param.Contains("x0"))p=7+offset;
 444   else if(param.Contains("y0"))p=8+offset;
 445   if((i>4)||(i<0))
 446     Error("SetEllipseParameter", "No parameter with index %d", i) ;
 447   else if(p==-1)
 448     Error("SetEllipseParameter", "No parameter with name %s", param.Data() ) ;
 449   else
 450     (*fParameters)(p,i) = par ;
 451 }
 452
 453 //____________________________________________________________________________
 454 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterPhotonBoundary(Int_t i,Float_t param)
 455 {
 456   // Set parameter "Hard photon boundary" i to a value param
 457   if(i>4 || i<0)
 458     Error("SetParameterPhotonBoundary","Invalid parameter number: %d",i);
 459   else
 460     (*fParameters)(14,i) = param ;
 461 }
 462
 463 //____________________________________________________________________________
 464 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterPi0Boundary(Int_t i,Float_t param)
 465 {
 466   // Set parameter "Hard pi0 boundary" i to a value param
 467   if(i>1 || i<0)
 468     Error("SetParameterPi0Boundary","Invalid parameter number: %d",i);
 469   else
 470     (*fParameters)(15,i) = param ;
 471 }
 472
 473 //____________________________________________________________________________
 474 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetDistance(AliPHOSEmcRecPoint * emc,AliPHOSRecPoint * cpv, Option_t *  axis)const
 475 {
 476   // Calculates the distance between the EMC RecPoint and the PPSD RecPoint
 477
 478   const AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGetter::GetInstance()->PHOSGeometry() ;
 479   TVector3 vecEmc ;
 480   TVector3 vecCpv ;
 481   if(cpv){
 482     emc->GetLocalPosition(vecEmc) ;
 483     cpv->GetLocalPosition(vecCpv) ;
 484     if(emc->GetPHOSMod() == cpv->GetPHOSMod()){
 485       // Correct to difference in CPV and EMC position due to different distance to center.
 486       // we assume, that particle moves from center
 487       Float_t dCPV = geom->GetIPtoOuterCoverDistance();
 488       Float_t dEMC = geom->GetIPtoCrystalSurface() ;
 489       dEMC         = dEMC / dCPV ;
 490       vecCpv = dEMC * vecCpv  - vecEmc ;
 491       if (axis == "X") return vecCpv.X();
 492       if (axis == "Y") return vecCpv.Y();
 493       if (axis == "Z") return vecCpv.Z();
 494       if (axis == "R") return vecCpv.Mag();
 495     }
 496     return 100000000 ;
 497   }
 498   return 100000000 ;
 499 }
 500 //____________________________________________________________________________
 501 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetCPVBit(AliPHOSEmcRecPoint * emc,AliPHOSRecPoint * cpv,const Int_t effPur, const Float_t e) const
 502 {
 503   if(effPur>2 || effPur<0)
 504     Error("GetCPVBit","Invalid Efficiency-Purity choice %d",effPur);
 505
 506   Float_t sigX = GetCpv2EmcDistanceCut("X",e);
 507   Float_t sigZ = GetCpv2EmcDistanceCut("Z",e);
 508
 509   Float_t deltaX = TMath::Abs(GetDistance(emc, cpv,  "X"));
 510   Float_t deltaZ = TMath::Abs(GetDistance(emc, cpv,  "Z"));
 511
 512   if((deltaX>sigX*(effPur+1))|(deltaZ>sigZ*(effPur+1)))
 513     return 1;//Neutral
 514   else
 515     return 0;//Charged
 516 }
 517
 518 //____________________________________________________________________________
 519 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetPrincipalBit(TString particle, const Double_t* p,const Int_t effPur, const Float_t e)const
 520 {
 521   //Is the particle inside de PCA ellipse?
 522
 523   particle.ToLower();
 524   Int_t    prinbit  = 0 ;
 525   Float_t a        = GetEllipseParameter(particle,"a" , e);
 526   Float_t b        = GetEllipseParameter(particle,"b" , e);
 527   Float_t c        = GetEllipseParameter(particle,"c" , e);
 528   Float_t x0 = GetEllipseParameter(particle,"x0", e);
 529   Float_t y0 = GetEllipseParameter(particle,"y0", e);
 530
 531   Float_t r = TMath::Power((p[0] - x0)/a,2) +
 532               TMath::Power((p[1] - y0)/b,2) +
 533             c*(p[0] -  x0)*(p[1] - y0)/(a*b) ;
 534   //3 different ellipses defined
 535   if((effPur==2) && (r<1./2.)) prinbit= 1;
 536   if((effPur==1) && (r<2.   )) prinbit= 1;
 537   if((effPur==0) && (r<9./2.)) prinbit= 1;
 538
 539   if(r<0)
 540     Error("GetPrincipalBit", "Negative square?") ;
 541
 542   return prinbit;
 543
 544 }
 545 //____________________________________________________________________________
 546 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetHardPhotonBit(AliPHOSEmcRecPoint * emc) const
 547 {
 548   // Set bit for identified hard photons (E > 30 GeV)
 549   // if the second moment M2x is below the boundary
 550
 551   Float_t e   = emc->GetEnergy();
 552   if (e < 30.0) return 0;
 553   Float_t m2x = emc->GetM2x();
 554   Float_t m2xBoundary = GetParameterPhotonBoundary(0) *
 555     TMath::Exp(-TMath::Power(e-GetParameterPhotonBoundary(1),2)/2.0/
 556                 TMath::Power(GetParameterPhotonBoundary(2),2)) +
 557     GetParameterPhotonBoundary(3);
 558   Info("GetHardPhotonBit","E=%f, m2x=%f, boundary=%f",e,m2x,m2xBoundary);
 559   if (m2x < m2xBoundary)
 560     return 1;// A hard photon
 561   else
 562     return 0;// Not a hard photon
 563 }
 564
 565 //____________________________________________________________________________
 566 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetHardPi0Bit(AliPHOSEmcRecPoint * emc) const
 567 {
 568   // Set bit for identified hard pi0  (E > 30 GeV)
 569   // if the second moment M2x is above the boundary
 570
 571   Float_t e   = emc->GetEnergy();
 572   if (e < 30.0) return 0;
 573   Float_t m2x = emc->GetM2x();
 574   Float_t m2xBoundary = GetParameterPi0Boundary(0) +
 575                     e * GetParameterPi0Boundary(1);
 576   Info("GetHardPi0Bit","E=%f, m2x=%f, boundary=%f",e,m2x,m2xBoundary);
 577   if (m2x > m2xBoundary)
 578     return 1;// A hard pi0
 579   else
 580     return 0;// Not a hard pi0
 581 }
 582
 583 //____________________________________________________________________________
 584 void  AliPHOSPIDv1::SetParameters()
 585 {
 586   // PCA : To do the Principal Components Analysis it is necessary
 587   // the Principal file, which is opened here
 588   fX       = new double[7]; // Data for the PCA
 589   fPPhoton = new double[7]; // Eigenvalues of the PCA
 590   fPPi0    = new double[7]; // Eigenvalues of the Pi0 PCA
 591
 592   // Read photon principals from the photon file
 593
 594   fFileNamePrincipalPhoton = "$ALICE_ROOT/PHOS/PCA8pa15_0.5-100.root" ;
 595   TFile f( fFileNamePrincipalPhoton.Data(), "read" ) ;
 596   fPrincipalPhoton = dynamic_cast<TPrincipal*> (f.Get("principal")) ;
 597   f.Close() ;
 598
 599   // Read pi0 principals from the pi0 file
 600
 601   fFileNamePrincipalPi0    = "$ALICE_ROOT/PHOS/PCA_pi0_40-120.root" ;
 602   TFile fPi0( fFileNamePrincipalPi0.Data(), "read" ) ;
 603   fPrincipalPi0    = dynamic_cast<TPrincipal*> (fPi0.Get("principal")) ;
 604   fPi0.Close() ;
 605
 606   // Open parameters file and initialization of the Parameters matrix.
 607   // In the File Parameters.dat are all the parameters. These are introduced
 608   // in a matrix of 16x4
 609   //
 610   // All the parameters defined in this file are, in order of row:
 611   // line   0   : calibration
 612   // lines  1,2 : CPV rectangular cat for X and Z
 613   // line   3   : TOF cut
 614   // lines  4-8 : parameters to calculate photon PCA ellipse
 615   // lines  9-13: parameters to calculate pi0 PCA ellipse
 616   // lines 14-15: parameters to calculate border for high-pt photons and pi0
 617
 618   fFileNameParameters = gSystem->ExpandPathName("$ALICE_ROOT/PHOS/Parameters.dat");
 619   fParameters = new TMatrix(16,4) ;
 620   const Int_t maxLeng=255;
 621   char string[maxLeng];
 622
 623   // Open a text file with PID parameters
 624   FILE *fd = fopen(fFileNameParameters.Data(),"r");
 625   if (!fd)
 626     Fatal("SetParameter","File %s with a PID parameters cannot be opened\n",
 627           fFileNameParameters.Data());
 628
 629   Int_t i=0;
 630   // Read parameter file line-by-line and skip empty line and comments
 631   while (fgets(string,maxLeng,fd) != NULL) {
 632     if (string[0] == '\n' ) continue;
 633     if (string[0] == '!'  ) continue;
 634     sscanf(string, "%f %f %f %f",
 635            &(*fParameters)(i,0), &(*fParameters)(i,1),
 636            &(*fParameters)(i,2), &(*fParameters)(i,3));
 637     i++;
 638     printf("line %d: %s",i,string);
 639   }
 640   fclose(fd);
 641 }
 642
 643 //________________________________________________________________________
 644 void  AliPHOSPIDv1::Exec(Option_t * option)
 645 {
 646   //Steering method
 647
 648   if( strcmp(GetName(), "")== 0 )
 649     Init() ;
 650
 651   if(strstr(option,"tim"))
 652     gBenchmark->Start("PHOSPID");
 653
 654   if(strstr(option,"print")) {
 655     Print("") ;
 656     return ;
 657   }
 658
 659
 660 //   gAlice->GetEvent(0) ;
 661
 662 //   //check, if the branch with name of this" already exits?
 663 //   if (gAlice->TreeR()) {
 664 //     TObjArray * lob = (TObjArray*)gAlice->TreeR()->GetListOfBranches() ;
 665 //     TIter next(lob) ;
 666 //     TBranch * branch = 0 ;
 667 //     Bool_t phospidfound = kFALSE, pidfound = kFALSE ;
 668
 669 //     TString taskName(GetName()) ;
 670 //     taskName.Remove(taskName.Index(Version())-1) ;
 671
 672 //     while ( (branch = (TBranch*)next()) && (!phospidfound || !pidfound) ) {
 673 //       if ( (strcmp(branch->GetName(), "PHOSPID")==0) && (strcmp(branch->GetTitle(), taskName.Data())==0) )
 674 //      phospidfound = kTRUE ;
 675
 676 //       else if ( (strcmp(branch->GetName(), "AliPHOSPID")==0) && (strcmp(branch->GetTitle(), taskName.Data())==0) )
 677 //      pidfound = kTRUE ;
 678 //     }
 679
 680 //     if ( phospidfound || pidfound ) {
 681 //       Error("Exec", "RecParticles and/or PIDtMaker branch with name %s already exists", taskName.Data() ) ;
 682 //       return ;
 683 //     }
 684 //   }
 685
 686 //   Int_t nevents = (Int_t) gAlice->TreeE()->GetEntries() ;
 687 //   Int_t ievent ;
 688 //   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ;
 689
 690   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ;
 691   if(gime->BranchExists("RecParticles") )
 692     return ;
 693   Int_t nevents = gime->MaxEvent() ;       //(Int_t) gAlice->TreeE()->GetEntries() ;
 694   Int_t ievent ;
 695
 696
 697   for(ievent = 0; ievent < nevents; ievent++){
 698     gime->Event(ievent,"R") ;
 699
 700     MakeRecParticles() ;
 701
 702     WriteRecParticles(ievent);
 703
 704     if(strstr(option,"deb"))
 705       PrintRecParticles(option) ;
 706
 707     //increment the total number of rec particles per run
 708     fRecParticlesInRun += gime->RecParticles(BranchName())->GetEntriesFast() ;
 709
 710   }
 711
 712   if(strstr(option,"tim")){
 713     gBenchmark->Stop("PHOSPID");
 714     Info("Exec", "took %f seconds for PID %f seconds per event",
 715          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSPID"),
 716          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSPID")/nevents) ;
 717   }
 718 }
 719
 720 //____________________________________________________________________________
 721 void  AliPHOSPIDv1::MakeRecParticles()
 722 {
 723   // Makes a RecParticle out of a TrackSegment
 724
 725   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ;
 726   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 727   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ;
 728   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments() ;
 729   if ( !emcRecPoints || !cpvRecPoints || !trackSegments ) {
 730     Fatal("MakeRecParticles", "RecPoints or TrackSegments not found !") ;
 731   }
 732   TClonesArray * recParticles  = gime->RecParticles() ;
 733   recParticles->Clear();
 734
 735   TIter next(trackSegments) ;
 736   AliPHOSTrackSegment * ts ;
 737   Int_t index = 0 ;
 738   AliPHOSRecParticle * rp ;
 739   while ( (ts = (AliPHOSTrackSegment *)next()) ) {
 740
 741     new( (*recParticles)[index] ) AliPHOSRecParticle() ;
 742     rp = (AliPHOSRecParticle *)recParticles->At(index) ;
 743     rp->SetTrackSegment(index) ;
 744     rp->SetIndexInList(index) ;
 745
 746     AliPHOSEmcRecPoint * emc = 0 ;
 747     if(ts->GetEmcIndex()>=0)
 748       emc = (AliPHOSEmcRecPoint *) emcRecPoints->At(ts->GetEmcIndex()) ;
 749
 750     AliPHOSRecPoint    * cpv = 0 ;
 751     if(ts->GetCpvIndex()>=0)
 752       cpv = (AliPHOSRecPoint *)   cpvRecPoints->At(ts->GetCpvIndex()) ;
 753
 754     // Now set type (reconstructed) of the particle
 755
 756     // Choose the cluster energy range
 757
 758     if (!emc) {
 759       Fatal("MakeRecParticles", "-> emc(%d) = %d", ts->GetEmcIndex(), emc ) ;
 760     }
 761
 762     Float_t e = emc->GetEnergy() ;
 763
 764     Float_t  lambda[2] ;
 765     emc->GetElipsAxis(lambda) ;
 766
 767     if((lambda[0]>0.01) && (lambda[1]>0.01)){
 768       // Looking PCA. Define and calculate the data (X),
 769       // introduce in the function X2P that gives the components (P).
 770
 771       Float_t  Spher = 0. ;
 772       Float_t  Emaxdtotal = 0. ;
 773
 774       if((lambda[0]+lambda[1])!=0)
 775         Spher=fabs(lambda[0]-lambda[1])/(lambda[0]+lambda[1]);
 776
 777       Emaxdtotal=emc->GetMaximalEnergy()/emc->GetEnergy();
 778
 779       fX[0] = lambda[0] ;
 780       fX[1] = lambda[1] ;
 781       fX[2] = emc->GetDispersion() ;
 782       fX[3] = Spher ;
 783       fX[4] = emc->GetMultiplicity() ;
 784       fX[5] = Emaxdtotal ;
 785       fX[6] = emc->GetCoreEnergy() ;
 786
 787       fPrincipalPhoton->X2P(fX,fPPhoton);
 788       fPrincipalPi0   ->X2P(fX,fPPi0);
 789
 790     }
 791     else{
 792       fPPhoton[0]=-100.0;  //We do not accept clusters with
 793       fPPhoton[1]=-100.0;  //one cell as a photon-like
 794       fPPi0[0]   =-100.0;
 795       fPPi0[1]   =-100.0;
 796     }
 797
 798     Float_t time =emc->GetTime() ;
 799
 800     // Loop of Efficiency-Purity (the 3 points of purity or efficiency
 801     // are taken into account to set the particle identification)
 802     for(Int_t effPur = 0; effPur < 3 ; effPur++){
 803
 804       // Looking at the CPV detector. If RCPV greater than CpvEmcDistance,
 805       // 1st,2nd or 3rd bit (depending on the efficiency-purity point )
 806       // is set to 1
 807       if(GetCPVBit(emc, cpv, effPur,e) == 1 )
 808         rp->SetPIDBit(effPur) ;
 809
 810       // Looking the TOF. If TOF smaller than gate,  4th, 5th or 6th
 811       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1
 812       if(time< (*fParameters)(2,effPur))
 813         rp->SetPIDBit(effPur+3) ;
 814
 815       //Photon PCA
 816       //If we are inside the ellipse, 7th, 8th or 9th
 817       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1
 818       if(GetPrincipalBit("photon",fPPhoton,effPur,e) == 1)
 819         rp->SetPIDBit(effPur+6) ;
 820
 821       //Pi0 PCA
 822       //If we are inside the ellipse, 10th, 11th or 12th
 823       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1
 824       if(GetPrincipalBit("pi0"   ,fPPi0   ,effPur,e) == 1)
 825         rp->SetPIDBit(effPur+9) ;
 826     }
 827     if(GetHardPhotonBit(emc))
 828       rp->SetPIDBit(12) ;
 829     if(GetHardPi0Bit   (emc))
 830       rp->SetPIDBit(13) ;
 831
 832     //Set momentum, energy and other parameters
 833     Float_t  encal = GetCalibratedEnergy(e);
 834     TVector3 dir   = GetMomentumDirection(emc,cpv) ;
 835     dir.SetMag(encal) ;
 836     rp->SetMomentum(dir.X(),dir.Y(),dir.Z(),encal) ;
 837     rp->SetCalcMass(0);
 838     rp->Name(); //If photon sets the particle pdg name to gamma
 839     rp->SetProductionVertex(0,0,0,0);
 840     rp->SetFirstMother(-1);
 841     rp->SetLastMother(-1);
 842     rp->SetFirstDaughter(-1);
 843     rp->SetLastDaughter(-1);
 844     rp->SetPolarisation(0,0,0);
 845     index++ ;
 846   }
 847 }
 848
 849 //____________________________________________________________________________
 850 void  AliPHOSPIDv1::Print()
 851 {
 852   // Print the parameters used for the particle type identification
 853
 854   TString message ;
 855     message  = "\n=============== AliPHOSPID1 ================\n" ;
 856     message += "Making PID\n";
 857     message += "    Pricipal analysis file from 0.5 to 100 %s\n" ;
 858     message += "    Name of parameters file     %s\n" ;
 859     message += "    Matrix of Parameters: 14x4\n" ;
 860     message += "        Energy Calibration  1x3 [3 parametres to calibrate energy: A + B* E + C * E^2]\n" ;
 861     message += "        RCPV 2x3 rows x and z, columns function cut parameters\n" ;
 862     message += "        TOF  1x3 [High Eff-Low Pur,Medium Eff-Pur, Low Eff-High Pur]\n" ;
 863     message += "        PCA  5x4 [5 ellipse parametres and 4 parametres to calculate them: A/Sqrt(E) + B* E + C * E^2 + D]\n" ;
 864     message += "    Pi0 PCA  5x3 [5 ellipse parametres and 3 parametres to calculate them: A + B* E + C * E^2]\n" ;
 865     Info("Print", message.Data(), fFileNamePrincipalPhoton.Data(), fFileNameParameters.Data() ) ;
 866     fParameters->Print() ;
 867 }
 868
 869 //____________________________________________________________________________
 870 void  AliPHOSPIDv1::WriteRecParticles(Int_t event)
 871 {
 872
 873   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ;
 874
 875   TClonesArray * recParticles = gime->RecParticles() ;
 876   recParticles->Expand(recParticles->GetEntriesFast() ) ;
 877   TTree * treeR ;
 878
 879   if(fToSplit){
 880     if(!fSplitFile)
 881       return ;
 882     fSplitFile->cd() ;
 883     char name[10] ;
 884     sprintf(name,"%s%d", "TreeR",event) ;
 885     treeR = dynamic_cast<TTree*>(fSplitFile->Get(name));
 886   }
 887   else{
 888     treeR = gAlice->TreeR();
 889   }
 890
 891   if(!treeR){
 892     gAlice->MakeTree("R", fSplitFile);
 893     treeR = gAlice->TreeR() ;
 894   }
 895
 896   //First rp
 897   Int_t bufferSize = 32000 ;
 898   TBranch * rpBranch = treeR->Branch("PHOSRP",&recParticles,bufferSize);
 899   rpBranch->SetTitle(BranchName());
 900
 901
 902   //second, pid
 903   Int_t splitlevel = 0 ;
 904   AliPHOSPIDv1 * pid = this ;
 905   TBranch * pidBranch = treeR->Branch("AliPHOSPID","AliPHOSPIDv1",&pid,bufferSize,splitlevel);
 906   pidBranch->SetTitle(BranchName());
 907
 908   rpBranch->Fill() ;
 909   pidBranch->Fill() ;
 910
 911   treeR->AutoSave() ; //Write(0,kOverwrite) ;
 912   if(gAlice->TreeR()!=treeR){
 913     treeR->Delete();
 914   }
 915 }
 916
 917 //____________________________________________________________________________
 918 TVector3 AliPHOSPIDv1::GetMomentumDirection(AliPHOSEmcRecPoint * emc, AliPHOSRecPoint * cpv)const
 919 {
 920   // Calculates the momentum direction:
 921   //   1. if only a EMC RecPoint, direction is given by IP and this RecPoint
 922   //   2. if a EMC RecPoint and CPV RecPoint, direction is given by the line through the 2 recpoints
 923   //  However because of the poor position resolution of PPSD the direction is always taken as if we were
 924   //  in case 1.
 925
 926   TVector3 dir(0,0,0) ;
 927
 928   TVector3 emcglobalpos ;
 929   TMatrix  dummy ;
 930
 931   emc->GetGlobalPosition(emcglobalpos, dummy) ;
 932
 933
 934   dir = emcglobalpos ;
 935   dir.SetZ( -dir.Z() ) ;   // why ?
 936   dir.SetMag(1.) ;
 937
 938   //account correction to the position of IP
 939   Float_t xo,yo,zo ; //Coordinates of the origin
 940   gAlice->Generator()->GetOrigin(xo,yo,zo) ;
 941   TVector3 origin(xo,yo,zo);
 942   dir = dir - origin ;
 943
 944   return dir ;
 945 }
 946 //____________________________________________________________________________
 947 void AliPHOSPIDv1::PrintRecParticles(Option_t * option)
 948 {
 949   // Print table of reconstructed particles
 950
 951   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ;
 952
 953   TClonesArray * recParticles = gime->RecParticles(BranchName()) ;
 954
 955   TString message ;
 956   message  = "\nevent " ;
 957   message += gAlice->GetEvNumber() ;
 958   message += "       found " ;
 959   message += recParticles->GetEntriesFast();
 960   message += " RecParticles\n" ;
 961
 962   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
 963     message += "\n  PARTICLE         Index    \n" ;
 964
 965     Int_t index ;
 966     for (index = 0 ; index < recParticles->GetEntries() ; index++) {
 967       AliPHOSRecParticle * rp = (AliPHOSRecParticle * ) recParticles->At(index) ;
 968       message += "\n" ;
 969       message += rp->Name().Data() ;
 970       message += " " ;
 971       message += rp->GetIndexInList() ;
 972       message += " " ;
 973       message += rp->GetType()  ;
 974     }
 975   }
 976   Info("Print", message.Data() ) ;
 977 }