PHOS/AliPHOSTrackSegmentMakerv1.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 /* $Id$ */
  16 //_________________________________________________________________________
  17 // Implementation version 1 of algorithm class to construct PHOS track segments
  18 // Track segment for PHOS is list of
  19 //        EMC RecPoint + (possibly) CPV RecPoint + (possibly) PPSD RecPoint
  20 // To find TrackSegments we do the following:
  21 //  for each EMC RecPoints we look at
  22 //   CPV/PPSD RecPoints in the radious fRcpv.
  23 //  If there is such a CPV RecPoint,
  24 //   we make "Link" it is just indexes of EMC and CPV/PPSD RecPoint and distance
  25 //   between them in the PHOS plane.
  26 //  Then we sort "Links" and starting from the
  27 //   least "Link" pointing to the unassined EMC and CPV RecPoints assing them to
  28 //   new TrackSegment.
  29 // If there is no CPV/PPSD RecPoint we make TrackSegment
  30 // consisting from EMC alone. There is no TrackSegments without EMC RecPoint.
  31 //// In principle this class should be called from AliPHOSReconstructioner, but
  32 // one can use it as well in standalone mode.
  33 // Use  case:
  34 //  root [0] AliPHOSTrackSegmentMakerv1 * t = new AliPHOSTrackSegmentMaker("galice.root", "tracksegmentsname", "recpointsname")
  35 //  Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
  36 //               // reads gAlice from header file "galice.root", uses recpoints stored in the branch names "recpointsname" (default = "Default")
  37 //               // and saves recpoints in branch named "tracksegmentsname" (default = "recpointsname")
  38 //  root [1] t->ExecuteTask()
  39 //  root [2] t->SetMaxEmcPpsdDistance(5)
  40 //  root [3] t->SetTrackSegmentsBranch("max distance 5 cm")
  41 //  root [4] t->ExecuteTask("deb all time")
  42 //
  43 //*-- Author: Dmitri Peressounko (RRC Ki & SUBATECH) & Yves Schutz (SUBATECH)
  44 //
  45
  46 // --- ROOT system ---
  47 #include "TTree.h"
  48 #include "TBenchmark.h"
  49
  50 // --- Standard library ---
  51
  52 // --- AliRoot header files ---
  53 #include "AliPHOSGeometry.h"
  54 #include "AliPHOSTrackSegmentMakerv1.h"
  55 #include "AliPHOSTrackSegment.h"
  56 #include "AliPHOSLink.h"
  57 #include "AliPHOSGetter.h"
  58 #include "AliESD.h"
  59 #include "AliESDtrack.h"
  60
  61 ClassImp( AliPHOSTrackSegmentMakerv1)
  62
  63
  64 //____________________________________________________________________________
  65   AliPHOSTrackSegmentMakerv1::AliPHOSTrackSegmentMakerv1() : AliPHOSTrackSegmentMaker()
  66 {
  67   // default ctor (to be used mainly by Streamer)
  68
  69   InitParameters() ;
  70   fDefaultInit = kTRUE ;
  71 }
  72
  73 //____________________________________________________________________________
  74  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::AliPHOSTrackSegmentMakerv1(const TString alirunFileName, const TString eventFolderName)
  75    :AliPHOSTrackSegmentMaker(alirunFileName, eventFolderName)
  76 {
  77   // ctor
  78
  79   InitParameters() ;
  80   Init() ;
  81   fDefaultInit = kFALSE ;
  82   fESD = 0;
  83 }
  84
  85 //____________________________________________________________________________
  86  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::~AliPHOSTrackSegmentMakerv1()
  87 {
  88   // dtor
  89   // fDefaultInit = kTRUE if TrackSegmentMaker created by default ctor (to get just the parameters)
  90   if (!fDefaultInit)
  91     delete fLinkUpArray ;
  92 }
  93
  94
  95 //____________________________________________________________________________
  96 const TString AliPHOSTrackSegmentMakerv1::BranchName() const
  97 {
  98
  99   return GetName() ;
 100 }
 101
 102 //____________________________________________________________________________
 103 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::FillOneModule()
 104 {
 105   // Finds first and last indexes between which
 106   // clusters from one PHOS module are
 107
 108   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 109
 110   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 111   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ;
 112
 113   //First EMC clusters
 114   Int_t totalEmc = emcRecPoints->GetEntriesFast() ;
 115   for(fEmcFirst = fEmcLast; (fEmcLast < totalEmc) &&
 116         ((dynamic_cast<AliPHOSRecPoint *>(emcRecPoints->At(fEmcLast)))->GetPHOSMod() == fModule );
 117       fEmcLast ++)  ;
 118
 119   //Now CPV clusters
 120   Int_t totalCpv = cpvRecPoints->GetEntriesFast() ;
 121
 122     for(fCpvFirst = fCpvLast; (fCpvLast < totalCpv) &&
 123          ((dynamic_cast<AliPHOSRecPoint *>(cpvRecPoints->At(fCpvLast)))->GetPHOSMod() == fModule );
 124        fCpvLast ++) ;
 125
 126 }
 127
 128 //____________________________________________________________________________
 129 Float_t  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::GetDistanceInPHOSPlane(AliPHOSEmcRecPoint * emcClu,AliPHOSCpvRecPoint * cpvClu, Bool_t &toofar) const
 130 {
 131   // Calculates the distance between the EMC RecPoint and the PPSD RecPoint
 132   // Clusters are sorted in "rows" and "columns" of width 1 cm
 133
 134   Float_t delta = 1 ;  // Width of the rows in sorting of RecPoints (in cm)
 135                        // if you change this value, change it as well in xxxRecPoint::Compare()
 136   Float_t distance = fRcpv ;
 137
 138   TVector3 vecEmc ;   // Local position of EMC recpoint
 139   TVector3 vecCpv ;   // Local position of CPV recpoint propagated to EMC
 140   TVector3 vecDist ;  // Distance between local positions of two points
 141
 142   emcClu->GetLocalPosition(vecEmc) ;
 143   cpvClu->GetLocalPosition(vecCpv)  ;
 144
 145   toofar = kTRUE ;
 146   if(emcClu->GetPHOSMod() == cpvClu->GetPHOSMod()){
 147
 148     if (fESD != 0x0) {
 149       // Extrapolate the global track direction if any to CPV and find the closest track
 150       Int_t nTracks = fESD->GetNumberOfTracks();
 151       Int_t iClosestTrack = -1;
 152       Double_t minDistance = 1e6;
 153       Double_t pxyz[3], xyz[3];
 154       AliESDtrack *track;
 155       for (Int_t iTrack=0; iTrack<nTracks; iTrack++) {
 156         track = fESD->GetTrack(iTrack);
 157         track->GetOuterXYZ(xyz);     // track coord on the cylinder of PHOS radius
 158         if ((TMath::Abs(xyz[0])+TMath::Abs(xyz[1])+TMath::Abs(xyz[2]))<=0)
 159           continue;
 160         track->GetOuterPxPyPz(pxyz); // track momentum ibid.
 161         vecDist = PropagateToCPV(xyz,pxyz,cpvClu->GetPHOSMod());
 162         Info("GetDistanceInPHOSPlane","YVK: Track %d propagation = (%f,%f,%f)",
 163              iTrack,vecDist.X(),vecDist.Y(),vecDist.Z());
 164         vecDist -= vecCpv;
 165         distance = TMath::Sqrt(vecDist.X()*vecDist.X() + vecDist.Z()*vecDist.Z());
 166         // Find the closest track to the EMC recpoint
 167         if (distance < minDistance) {
 168           minDistance = distance;
 169           iClosestTrack = iTrack;
 170         }
 171       }
 172
 173       if (iClosestTrack != -1) {
 174         track = fESD->GetTrack(iClosestTrack);
 175         track->GetOuterPxPyPz(pxyz); // track momentum ibid.
 176         TVector3 vecCpvGlobal; // Global position of the CPV recpoint
 177         AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 178         const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
 179         geom->GetGlobal((AliRecPoint*)cpvClu,vecCpvGlobal);
 180         for (Int_t ixyz=0; ixyz<3; ixyz++)
 181           xyz[ixyz] = vecCpvGlobal[ixyz];
 182         vecDist = PropagateToCPV(xyz,pxyz,cpvClu->GetPHOSMod());
 183         vecDist -= vecEmc;
 184         distance = TMath::Sqrt(vecDist.X()*vecDist.X() + vecDist.Z()*vecDist.Z());
 185       }
 186     } else {
 187       // If no ESD exists, than simply find EMC-CPV distance
 188       distance = (vecCpv - vecEmc).Mag() ;
 189     }
 190     Info("GetDistanceInPHOSPlane","cpv-emc distance is %f cm",
 191          distance);
 192     if(distance < fRcpv + 2*delta )
 193       toofar = kFALSE ;
 194   }
 195
 196   return distance ;
 197 }
 198
 199 //____________________________________________________________________________
 200 TVector3  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::PropagateToCPV(Double_t *x, Double_t *p,
 201                                                      Int_t moduleNumber) const
 202 {
 203   // Propagate a straight-line track from the origin point x
 204   // along the direction p to the CPV module moduleNumber
 205   // Returns a local position of such a propagation
 206
 207   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 208   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
 209   TVector3 moduleCenter = geom->GetCpvModuleCenter(moduleNumber);
 210   TVector3 vertex(x);
 211   TVector3 direction(p);
 212
 213 //   Info("PropagateToCPV","YVK: center of the module %d is (%f,%f,%f)",
 214 //        moduleNumber,moduleCenter[0],moduleCenter[1],moduleCenter[2]);
 215
 216   Double_t time = (moduleCenter.Mag2() - vertex.Dot(moduleCenter)) /
 217     (direction.Dot(moduleCenter));
 218   TVector3 globalIntersection = vertex + direction*time;
 219   return geom->Global2LocalCpv(globalIntersection,moduleNumber);
 220 }
 221
 222 //____________________________________________________________________________
 223 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Init()
 224 {
 225   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
 226
 227   AliPHOSGetter* gime = AliPHOSGetter::Instance(GetTitle(), fEventFolderName.Data());
 228
 229   fLinkUpArray  = new TClonesArray("AliPHOSLink", 1000);
 230   if ( !gime->TrackSegmentMaker() ) {
 231     gime->PostTrackSegmentMaker(this);
 232   }
 233 }
 234
 235 //____________________________________________________________________________
 236 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::InitParameters()
 237 {
 238   //Initializes parameters
 239   fRcpv      = 10. ;
 240   fEmcFirst  = 0 ;
 241   fEmcLast   = 0 ;
 242   fCpvFirst  = 0 ;
 243   fCpvLast   = 0 ;
 244   fLinkUpArray = 0 ;
 245   fTrackSegmentsInRun       = 0 ;
 246   SetEventRange(0,-1) ;
 247 }
 248
 249
 250 //____________________________________________________________________________
 251 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::MakeLinks()const
 252 {
 253   // Finds distances (links) between all EMC and PPSD clusters,
 254   // which are not further apart from each other than fRcpv
 255   // and sort them in accordance with this distance
 256
 257   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 258   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 259   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ;
 260
 261   fLinkUpArray->Clear() ;
 262
 263   AliPHOSCpvRecPoint * cpv ;
 264   AliPHOSEmcRecPoint * emcclu ;
 265
 266   Int_t iLinkUp  = 0 ;
 267
 268   Int_t iEmcRP;
 269   for(iEmcRP = fEmcFirst; iEmcRP < fEmcLast; iEmcRP++ ) {
 270     emcclu = dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(iEmcRP)) ;
 271
 272     Bool_t toofar ;
 273     Int_t iCpv = 0 ;
 274     for(iCpv = fCpvFirst; iCpv < fCpvLast;iCpv++ ) {
 275
 276       cpv = dynamic_cast<AliPHOSCpvRecPoint *>(cpvRecPoints->At(iCpv)) ;
 277       Float_t r = GetDistanceInPHOSPlane(emcclu, cpv, toofar) ;
 278
 279       if(toofar)
 280         break ;
 281       if(r < fRcpv) {
 282         new ((*fLinkUpArray)[iLinkUp++])  AliPHOSLink(r, iEmcRP, iCpv) ;
 283       }
 284     }
 285   }
 286
 287   fLinkUpArray->Sort() ;  //first links with smallest distances
 288 }
 289
 290 //____________________________________________________________________________
 291 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::MakePairs()
 292 {
 293   // Using the previously made list of "links", we found the smallest link - i.e.
 294   // link with the least distance between EMC and CPV and pointing to still
 295   // unassigned RecParticles. We assign these RecPoints to TrackSegment and
 296   // remove them from the list of "unassigned".
 297
 298   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 299
 300   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 301   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ;
 302   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments();
 303
 304   //Make arrays to mark clusters already chosen
 305   Int_t * emcExist = 0;
 306   if(fEmcLast > fEmcFirst)
 307     emcExist = new Int_t[fEmcLast-fEmcFirst] ;
 308
 309   Int_t index;
 310   for(index = 0; index <fEmcLast-fEmcFirst; index ++)
 311     emcExist[index] = 1 ;
 312
 313   Bool_t * cpvExist = 0;
 314   if(fCpvLast > fCpvFirst)
 315     cpvExist = new Bool_t[fCpvLast-fCpvFirst] ;
 316   for(index = 0; index <fCpvLast-fCpvFirst; index ++)
 317     cpvExist[index] = kTRUE ;
 318
 319
 320   // Finds the smallest links and makes pairs of CPV and EMC clusters with smallest distance
 321   TIter nextUp(fLinkUpArray) ;
 322
 323   AliPHOSLink * linkUp ;
 324
 325   AliPHOSCpvRecPoint * nullpointer = 0 ;
 326
 327   while ( (linkUp =  static_cast<AliPHOSLink *>(nextUp()) ) ){
 328
 329     if(emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] != -1){ //without ppsd Up yet
 330
 331       if(cpvExist[linkUp->GetPpsd()-fCpvFirst]){ //CPV still exist
 332
 333        new ((* trackSegments)[fNTrackSegments])
 334          AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(linkUp->GetEmc())) ,
 335                              dynamic_cast<AliPHOSCpvRecPoint *>(cpvRecPoints->At(linkUp->GetPpsd()))) ;
 336        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(trackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
 337        fNTrackSegments++ ;
 338
 339        emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] = -1 ; //Mark emc  that Cpv was found
 340        //mark CPV recpoint as already used
 341        cpvExist[linkUp->GetPpsd()-fCpvFirst] = kFALSE ;
 342       } //if ppsdUp still exist
 343     }
 344   }
 345
 346   //look through emc recPoints left without CPV/PPSD
 347   if(emcExist){ //if there is emc rec point
 348     Int_t iEmcRP ;
 349     for(iEmcRP = 0; iEmcRP < fEmcLast-fEmcFirst  ; iEmcRP++ ){
 350       if(emcExist[iEmcRP] > 0 ){
 351        new ((*trackSegments)[fNTrackSegments])
 352          AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(iEmcRP+fEmcFirst)),
 353                            nullpointer) ;
 354        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(trackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
 355        fNTrackSegments++;
 356       }
 357     }
 358   }
 359   delete [] emcExist ;
 360   delete [] cpvExist ;
 361 }
 362
 363 //____________________________________________________________________________
 364 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Exec(Option_t *option)
 365 {
 366   // Steering method to perform track segment construction for events
 367   // in the range from fFirstEvent to fLastEvent.
 368   // This range is optionally set by SetEventRange().
 369   // if fLastEvent=-1 (by default), then process events until the end.
 370
 371   if(strstr(option,"tim"))
 372     gBenchmark->Start("PHOSTSMaker");
 373
 374   if(strstr(option,"print")) {
 375     Print() ;
 376     return ;
 377   }
 378
 379   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance(GetTitle()) ;
 380
 381   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
 382
 383   if (fLastEvent == -1) fLastEvent = gime->MaxEvent() - 1 ;
 384   else fLastEvent = TMath::Min(fFirstEvent,gime->MaxEvent());
 385   Int_t nEvents   = fLastEvent - fFirstEvent + 1;
 386
 387   Int_t ievent ;
 388   for (ievent = fFirstEvent; ievent <= fLastEvent; ievent++) {
 389     gime->Event(ievent,"R") ;
 390     //Make some initializations
 391     fNTrackSegments = 0 ;
 392     fEmcFirst = 0 ;
 393     fEmcLast  = 0 ;
 394     fCpvFirst = 0 ;
 395     fCpvLast  = 0 ;
 396
 397     gime->TrackSegments()->Clear();
 398
 399     //    if(!ReadRecPoints(ievent))   continue; //reads RecPoints for event ievent
 400
 401     for(fModule = 1; fModule <= geom->GetNModules() ; fModule++ ) {
 402       FillOneModule() ;
 403       MakeLinks() ;
 404       MakePairs() ;
 405     }
 406
 407     WriteTrackSegments() ;
 408
 409     if(strstr(option,"deb"))
 410       PrintTrackSegments(option);
 411
 412     //increment the total number of track segments per run
 413     fTrackSegmentsInRun += gime->TrackSegments()->GetEntriesFast() ;
 414
 415   }
 416
 417   if(strstr(option,"tim")){
 418     gBenchmark->Stop("PHOSTSMaker");
 419     Info("Exec", "took %f seconds for making TS %f seconds per event",
 420           gBenchmark->GetCpuTime("PHOSTSMaker"),
 421           gBenchmark->GetCpuTime("PHOSTSMaker")/nEvents) ;
 422    }
 423   Unload();
 424 }
 425
 426 //____________________________________________________________________________
 427 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Unload()
 428 {
 429   // Unloads the task from the folder
 430   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 431   gime->PhosLoader()->UnloadRecPoints() ;
 432   gime->PhosLoader()->UnloadTracks() ;
 433 }
 434
 435 //____________________________________________________________________________
 436 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Print()const
 437 {
 438   //  Print TrackSegmentMaker parameters
 439
 440   TString message("") ;
 441   if( strcmp(GetName(), "") != 0 ) {
 442     message = "\n======== AliPHOSTrackSegmentMakerv1 ========\n" ;
 443     message += "Making Track segments\n" ;
 444     message += "with parameters:\n" ;
 445     message += "     Maximal EMC - CPV (PPSD) distance (cm) %f\n" ;
 446     message += "============================================\n" ;
 447     Info("Print", message.Data(),fRcpv) ;
 448   }
 449   else
 450     Info("Print", "AliPHOSTrackSegmentMakerv1 not initialized ") ;
 451 }
 452
 453 //____________________________________________________________________________
 454 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::WriteTrackSegments()
 455 {
 456   // Writes found TrackSegments to TreeR. Creates branches
 457   // "PHOSTS" and "AliPHOSTrackSegmentMaker" with the same title.
 458   // In the former branch found TrackSegments are stored, while
 459   // in the latter all parameters, with which TS were made.
 460   // ROOT does not allow overwriting existing branches, therefore
 461   // first we check, if branches with the same title already exist.
 462   // If yes - exits without writing.
 463
 464   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 465
 466   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments() ;
 467   trackSegments->Expand(trackSegments->GetEntriesFast()) ;
 468
 469   TTree * treeT = gime->TreeT();
 470
 471   //First TS
 472   Int_t bufferSize = 32000 ;
 473   TBranch * tsBranch = treeT->Branch("PHOSTS",&trackSegments,bufferSize);
 474   tsBranch->Fill() ;
 475
 476   gime->WriteTracks("OVERWRITE");
 477   gime->WriteTrackSegmentMaker("OVERWRITE");
 478 }
 479
 480
 481 //____________________________________________________________________________
 482 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::PrintTrackSegments(Option_t * option)
 483 {
 484   // option deb - prints # of found TrackSegments
 485   // option deb all - prints as well indexed of found RecParticles assigned to the TS
 486
 487   TClonesArray * trackSegments = AliPHOSGetter::Instance()->TrackSegments() ;
 488
 489   Info("PrintTrackSegments", "Results from TrackSegmentMaker:") ;
 490   printf("nevent: %d\n", gAlice->GetEvNumber()) ;
 491   printf("        Found %d TrackSegments\n", trackSegments->GetEntriesFast() );
 492
 493   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
 494     printf("TrackSegment #  EMC RP#  CPV RP#\n") ;
 495     Int_t index;
 496     for (index = 0 ; index <trackSegments->GetEntriesFast() ; index++) {
 497       AliPHOSTrackSegment * ts = (AliPHOSTrackSegment * )trackSegments->At(index) ;
 498       printf("   %d           %d        %d \n", ts->GetIndexInList(), ts->GetEmcIndex(), ts->GetCpvIndex() ) ;
 499     }
 500   }
 501 }