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 AliPHOSReconstructor, 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 = PropagateToPlane(xyz,pxyz,"CPV",cpvClu->GetPHOSMod());
 162 //      Info("GetDistanceInPHOSPlane","Track %d propagation to CPV = (%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 = PropagateToPlane(xyz,pxyz,"EMC",cpvClu->GetPHOSMod());
 183 //      Info("GetDistanceInPHOSPlane","Track %d propagation to EMC = (%f,%f,%f)",
 184 //           iClosestTrack,vecDist.X(),vecDist.Y(),vecDist.Z());
 185         vecDist -= vecEmc;
 186         distance = TMath::Sqrt(vecDist.X()*vecDist.X() + vecDist.Z()*vecDist.Z());
 187       }
 188     } else {
 189       // If no ESD exists, than simply find EMC-CPV distance
 190       distance = (vecCpv - vecEmc).Mag() ;
 191     }
 192 //     Info("GetDistanceInPHOSPlane","cpv-emc distance is %f cm",
 193 //       distance);
 194     if(distance < fRcpv + 2*delta )
 195       toofar = kFALSE ;
 196   }
 197
 198   return distance ;
 199 }
 200
 201 //____________________________________________________________________________
 202 TVector3  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::PropagateToPlane(Double_t *x, Double_t *p,
 203                                                        char *det, Int_t moduleNumber) const
 204 {
 205   // Propagate a straight-line track from the origin point x
 206   // along the direction p to the CPV or EMC module moduleNumber
 207   // Returns a local position of such a propagation
 208
 209   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 210   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
 211   TVector3 moduleCenter = geom->GetModuleCenter(det,moduleNumber);
 212   TVector3 vertex(x);
 213   TVector3 direction(p);
 214
 215 //   Info("PropagateToCPV","Center of the %s module %d is (%f,%f,%f)",
 216 //        det,moduleNumber,moduleCenter[0],moduleCenter[1],moduleCenter[2]);
 217
 218   Double_t time = (moduleCenter.Mag2() - vertex.Dot(moduleCenter)) /
 219     (direction.Dot(moduleCenter));
 220   TVector3 globalIntersection = vertex + direction*time;
 221   return geom->Global2Local(globalIntersection,moduleNumber);
 222 }
 223
 224 //____________________________________________________________________________
 225 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Init()
 226 {
 227   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
 228
 229   AliPHOSGetter* gime = AliPHOSGetter::Instance(GetTitle(), fEventFolderName.Data());
 230
 231   fLinkUpArray  = new TClonesArray("AliPHOSLink", 1000);
 232   if ( !gime->TrackSegmentMaker() ) {
 233     gime->PostTrackSegmentMaker(this);
 234   }
 235 }
 236
 237 //____________________________________________________________________________
 238 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::InitParameters()
 239 {
 240   //Initializes parameters
 241   fRcpv      = 10. ;
 242   fEmcFirst  = 0 ;
 243   fEmcLast   = 0 ;
 244   fCpvFirst  = 0 ;
 245   fCpvLast   = 0 ;
 246   fLinkUpArray = 0 ;
 247   fTrackSegmentsInRun       = 0 ;
 248   SetEventRange(0,-1) ;
 249 }
 250
 251
 252 //____________________________________________________________________________
 253 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::MakeLinks()const
 254 {
 255   // Finds distances (links) between all EMC and PPSD clusters,
 256   // which are not further apart from each other than fRcpv
 257   // and sort them in accordance with this distance
 258
 259   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 260   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 261   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ;
 262
 263   fLinkUpArray->Clear() ;
 264
 265   AliPHOSCpvRecPoint * cpv ;
 266   AliPHOSEmcRecPoint * emcclu ;
 267
 268   Int_t iLinkUp  = 0 ;
 269
 270   Int_t iEmcRP;
 271   for(iEmcRP = fEmcFirst; iEmcRP < fEmcLast; iEmcRP++ ) {
 272     emcclu = dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(iEmcRP)) ;
 273
 274     Bool_t toofar ;
 275     Int_t iCpv = 0 ;
 276     for(iCpv = fCpvFirst; iCpv < fCpvLast;iCpv++ ) {
 277
 278       cpv = dynamic_cast<AliPHOSCpvRecPoint *>(cpvRecPoints->At(iCpv)) ;
 279       Float_t r = GetDistanceInPHOSPlane(emcclu, cpv, toofar) ;
 280
 281       if(toofar)
 282         break ;
 283       if(r < fRcpv) {
 284         new ((*fLinkUpArray)[iLinkUp++])  AliPHOSLink(r, iEmcRP, iCpv) ;
 285       }
 286     }
 287   }
 288
 289   fLinkUpArray->Sort() ;  //first links with smallest distances
 290 }
 291
 292 //____________________________________________________________________________
 293 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::MakePairs()
 294 {
 295   // Using the previously made list of "links", we found the smallest link - i.e.
 296   // link with the least distance between EMC and CPV and pointing to still
 297   // unassigned RecParticles. We assign these RecPoints to TrackSegment and
 298   // remove them from the list of "unassigned".
 299
 300   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 301
 302   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 303   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ;
 304   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments();
 305
 306   //Make arrays to mark clusters already chosen
 307   Int_t * emcExist = 0;
 308   if(fEmcLast > fEmcFirst)
 309     emcExist = new Int_t[fEmcLast-fEmcFirst] ;
 310
 311   Int_t index;
 312   for(index = 0; index <fEmcLast-fEmcFirst; index ++)
 313     emcExist[index] = 1 ;
 314
 315   Bool_t * cpvExist = 0;
 316   if(fCpvLast > fCpvFirst)
 317     cpvExist = new Bool_t[fCpvLast-fCpvFirst] ;
 318   for(index = 0; index <fCpvLast-fCpvFirst; index ++)
 319     cpvExist[index] = kTRUE ;
 320
 321
 322   // Finds the smallest links and makes pairs of CPV and EMC clusters with smallest distance
 323   TIter nextUp(fLinkUpArray) ;
 324
 325   AliPHOSLink * linkUp ;
 326
 327   AliPHOSCpvRecPoint * nullpointer = 0 ;
 328
 329   while ( (linkUp =  static_cast<AliPHOSLink *>(nextUp()) ) ){
 330
 331     if(emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] != -1){ //without ppsd Up yet
 332
 333       if(cpvExist[linkUp->GetPpsd()-fCpvFirst]){ //CPV still exist
 334
 335        new ((* trackSegments)[fNTrackSegments])
 336          AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(linkUp->GetEmc())) ,
 337                              dynamic_cast<AliPHOSCpvRecPoint *>(cpvRecPoints->At(linkUp->GetPpsd()))) ;
 338        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(trackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
 339        fNTrackSegments++ ;
 340
 341        emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] = -1 ; //Mark emc  that Cpv was found
 342        //mark CPV recpoint as already used
 343        cpvExist[linkUp->GetPpsd()-fCpvFirst] = kFALSE ;
 344       } //if ppsdUp still exist
 345     }
 346   }
 347
 348   //look through emc recPoints left without CPV/PPSD
 349   if(emcExist){ //if there is emc rec point
 350     Int_t iEmcRP ;
 351     for(iEmcRP = 0; iEmcRP < fEmcLast-fEmcFirst  ; iEmcRP++ ){
 352       if(emcExist[iEmcRP] > 0 ){
 353        new ((*trackSegments)[fNTrackSegments])
 354          AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(iEmcRP+fEmcFirst)),
 355                            nullpointer) ;
 356        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(trackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
 357        fNTrackSegments++;
 358       }
 359     }
 360   }
 361   delete [] emcExist ;
 362   delete [] cpvExist ;
 363 }
 364
 365 //____________________________________________________________________________
 366 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Exec(Option_t *option)
 367 {
 368   // Steering method to perform track segment construction for events
 369   // in the range from fFirstEvent to fLastEvent.
 370   // This range is optionally set by SetEventRange().
 371   // if fLastEvent=-1 (by default), then process events until the end.
 372
 373   if(strstr(option,"tim"))
 374     gBenchmark->Start("PHOSTSMaker");
 375
 376   if(strstr(option,"print")) {
 377     Print() ;
 378     return ;
 379   }
 380
 381   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance(GetTitle()) ;
 382
 383   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
 384
 385   if (fLastEvent == -1) fLastEvent = gime->MaxEvent() - 1 ;
 386   else fLastEvent = TMath::Min(fFirstEvent,gime->MaxEvent());
 387   Int_t nEvents   = fLastEvent - fFirstEvent + 1;
 388
 389   Int_t ievent ;
 390   for (ievent = fFirstEvent; ievent <= fLastEvent; ievent++) {
 391     gime->Event(ievent,"R") ;
 392     //Make some initializations
 393     fNTrackSegments = 0 ;
 394     fEmcFirst = 0 ;
 395     fEmcLast  = 0 ;
 396     fCpvFirst = 0 ;
 397     fCpvLast  = 0 ;
 398
 399     gime->TrackSegments()->Clear();
 400
 401     //    if(!ReadRecPoints(ievent))   continue; //reads RecPoints for event ievent
 402
 403     for(fModule = 1; fModule <= geom->GetNModules() ; fModule++ ) {
 404       FillOneModule() ;
 405       MakeLinks() ;
 406       MakePairs() ;
 407     }
 408
 409     WriteTrackSegments() ;
 410
 411     if(strstr(option,"deb"))
 412       PrintTrackSegments(option);
 413
 414     //increment the total number of track segments per run
 415     fTrackSegmentsInRun += gime->TrackSegments()->GetEntriesFast() ;
 416
 417   }
 418
 419   if(strstr(option,"tim")){
 420     gBenchmark->Stop("PHOSTSMaker");
 421     Info("Exec", "took %f seconds for making TS %f seconds per event",
 422           gBenchmark->GetCpuTime("PHOSTSMaker"),
 423           gBenchmark->GetCpuTime("PHOSTSMaker")/nEvents) ;
 424    }
 425   Unload();
 426 }
 427
 428 //____________________________________________________________________________
 429 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Unload()
 430 {
 431   // Unloads the task from the folder
 432   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 433   gime->PhosLoader()->UnloadRecPoints() ;
 434   gime->PhosLoader()->UnloadTracks() ;
 435 }
 436
 437 //____________________________________________________________________________
 438 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Print()const
 439 {
 440   //  Print TrackSegmentMaker parameters
 441
 442   TString message("") ;
 443   if( strcmp(GetName(), "") != 0 ) {
 444     message = "\n======== AliPHOSTrackSegmentMakerv1 ========\n" ;
 445     message += "Making Track segments\n" ;
 446     message += "with parameters:\n" ;
 447     message += "     Maximal EMC - CPV (PPSD) distance (cm) %f\n" ;
 448     message += "============================================\n" ;
 449     Info("Print", message.Data(),fRcpv) ;
 450   }
 451   else
 452     Info("Print", "AliPHOSTrackSegmentMakerv1 not initialized ") ;
 453 }
 454
 455 //____________________________________________________________________________
 456 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::WriteTrackSegments()
 457 {
 458   // Writes found TrackSegments to TreeR. Creates branches
 459   // "PHOSTS" and "AliPHOSTrackSegmentMaker" with the same title.
 460   // In the former branch found TrackSegments are stored, while
 461   // in the latter all parameters, with which TS were made.
 462   // ROOT does not allow overwriting existing branches, therefore
 463   // first we check, if branches with the same title already exist.
 464   // If yes - exits without writing.
 465
 466   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 467
 468   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments() ;
 469   trackSegments->Expand(trackSegments->GetEntriesFast()) ;
 470
 471   TTree * treeT = gime->TreeT();
 472
 473   //First TS
 474   Int_t bufferSize = 32000 ;
 475   TBranch * tsBranch = treeT->Branch("PHOSTS",&trackSegments,bufferSize);
 476   tsBranch->Fill() ;
 477
 478   gime->WriteTracks("OVERWRITE");
 479   gime->WriteTrackSegmentMaker("OVERWRITE");
 480 }
 481
 482
 483 //____________________________________________________________________________
 484 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::PrintTrackSegments(Option_t * option)
 485 {
 486   // option deb - prints # of found TrackSegments
 487   // option deb all - prints as well indexed of found RecParticles assigned to the TS
 488
 489   TClonesArray * trackSegments = AliPHOSGetter::Instance()->TrackSegments() ;
 490
 491   Info("PrintTrackSegments", "Results from TrackSegmentMaker:") ;
 492   printf("nevent: %d\n", gAlice->GetEvNumber()) ;
 493   printf("        Found %d TrackSegments\n", trackSegments->GetEntriesFast() );
 494
 495   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
 496     printf("TrackSegment #  EMC RP#  CPV RP#\n") ;
 497     Int_t index;
 498     for (index = 0 ; index <trackSegments->GetEntriesFast() ; index++) {
 499       AliPHOSTrackSegment * ts = (AliPHOSTrackSegment * )trackSegments->At(index) ;
 500       printf("   %d           %d        %d \n", ts->GetIndexInList(), ts->GetEmcIndex(), ts->GetCpvIndex() ) ;
 501     }
 502   }
 503 }