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,AliPHOSRecPoint * 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 distance;
 153       Double_t minDistance = 1e6;
 154       Double_t pxyz[3], xyz[3];
 155       AliESDtrack *track;
 156       for (Int_t iTrack=0; iTrack<nTracks; iTrack++) {
 157         track = fESD->GetTrack(iTrack);
 158         track->GetOuterXYZ(xyz);     // track coord on the cylinder of PHOS radius
 159         if ((TMath::Abs(xyz[0])+TMath::Abs(xyz[1])+TMath::Abs(xyz[2]))<=0)
 160           continue;
 161         track->GetOuterPxPyPz(pxyz); // track momentum ibid.
 162         vecDist = PropagateToCPV(xyz,pxyz,cpvClu->GetPHOSMod());
 163         vecDist -= vecCpv;
 164         distance = TMath::Sqrt(vecDist.X()*vecDist.X() + vecDist.Z()*vecDist.Z());
 165         // Find the closest track to the EMC recpoint
 166         if (distance < minDistance) {
 167           minDistance = distance;
 168           iClosestTrack = iTrack;
 169         }
 170       }
 171
 172       if (iClosestTrack != -1) {
 173         track = fESD->GetTrack(iClosestTrack);
 174         track->GetOuterPxPyPz(pxyz); // track momentum ibid.
 175         TVector3 vecCpvGlobal; // Global position of the CPV recpoint
 176         AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 177         const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
 178         geom->GetGlobal((AliRecPoint*)cpvClu,vecCpvGlobal);
 179         for (Int_t ixyz=0; ixyz<3; ixyz++)
 180           xyz[ixyz] = vecCpvGlobal[ixyz];
 181         vecDist = PropagateToCPV(xyz,pxyz,cpvClu->GetPHOSMod());
 182         vecDist -= vecEmc;
 183         distance = TMath::Sqrt(vecDist.X()*vecDist.X() + vecDist.Z()*vecDist.Z());
 184       }
 185     } else {
 186       // If no ESD, than simply find EMC-CPV distance
 187       distance = (vecCpv - vecEmc).Mag() ;
 188     }
 189     if(distance < fRcpv + 2*delta )
 190       toofar = kFALSE ;
 191   }
 192
 193   return distance ;
 194 }
 195
 196 //____________________________________________________________________________
 197 TVector3  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::PropagateToCPV(Double_t *x, Double_t *p,
 198                                                      Int_t moduleNumber) const
 199 {
 200   // Propagate a straight-line track from the origin point x
 201   // along the direction p to the CPV module moduleNumber
 202   // Returns a local position of such a propagation
 203
 204   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 205   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
 206   TVector3 moduleCenter = geom->GetCpvModuleCenter(moduleNumber);
 207   TVector3 vertex(x);
 208   TVector3 direction(p);
 209
 210   Double_t time = (moduleCenter.Mag2() - vertex.Dot(moduleCenter)) /
 211     (direction.Dot(moduleCenter));
 212   TVector3 globalIntersection = vertex + direction*time;
 213   return geom->Global2LocalCpv(globalIntersection,moduleNumber);
 214 }
 215
 216 //____________________________________________________________________________
 217 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Init()
 218 {
 219   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
 220
 221   AliPHOSGetter* gime = AliPHOSGetter::Instance(GetTitle(), fEventFolderName.Data());
 222
 223   fLinkUpArray  = new TClonesArray("AliPHOSLink", 1000);
 224   if ( !gime->TrackSegmentMaker() ) {
 225     gime->PostTrackSegmentMaker(this);
 226   }
 227 }
 228
 229 //____________________________________________________________________________
 230 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::InitParameters()
 231 {
 232   //Initializes parameters
 233   fRcpv      = 10. ;
 234   fEmcFirst  = 0 ;
 235   fEmcLast   = 0 ;
 236   fCpvFirst  = 0 ;
 237   fCpvLast   = 0 ;
 238   fLinkUpArray = 0 ;
 239   fTrackSegmentsInRun       = 0 ;
 240   SetEventRange(0,-1) ;
 241 }
 242
 243
 244 //____________________________________________________________________________
 245 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::MakeLinks()const
 246 {
 247   // Finds distances (links) between all EMC and PPSD clusters,
 248   // which are not further apart from each other than fRcpv
 249   // and sort them in accordance with this distance
 250
 251   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 252   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 253   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ;
 254
 255   fLinkUpArray->Clear() ;
 256
 257   AliPHOSRecPoint * cpv ;
 258   AliPHOSEmcRecPoint * emcclu ;
 259
 260   Int_t iLinkUp  = 0 ;
 261
 262   Int_t iEmcRP;
 263   for(iEmcRP = fEmcFirst; iEmcRP < fEmcLast; iEmcRP++ ) {
 264     emcclu = dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(iEmcRP)) ;
 265
 266     Bool_t toofar ;
 267     Int_t iCpv = 0 ;
 268     for(iCpv = fCpvFirst; iCpv < fCpvLast;iCpv++ ) {
 269
 270       cpv = dynamic_cast<AliPHOSRecPoint *>(cpvRecPoints->At(iCpv)) ;
 271       Float_t r = GetDistanceInPHOSPlane(emcclu, cpv, toofar) ;
 272
 273       if(toofar)
 274         break ;
 275       if(r < fRcpv) {
 276         new ((*fLinkUpArray)[iLinkUp++])  AliPHOSLink(r, iEmcRP, iCpv) ;
 277       }
 278     }
 279   }
 280
 281   fLinkUpArray->Sort() ;  //first links with smallest distances
 282 }
 283
 284 //____________________________________________________________________________
 285 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::MakePairs()
 286 {
 287   // Using the previously made list of "links", we found the smallest link - i.e.
 288   // link with the least distance between EMC and CPV and pointing to still
 289   // unassigned RecParticles. We assign these RecPoints to TrackSegment and
 290   // remove them from the list of "unassigned".
 291
 292   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 293
 294   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 295   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ;
 296   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments();
 297
 298   //Make arrays to mark clusters already chosen
 299   Int_t * emcExist = 0;
 300   if(fEmcLast > fEmcFirst)
 301     emcExist = new Int_t[fEmcLast-fEmcFirst] ;
 302
 303   Int_t index;
 304   for(index = 0; index <fEmcLast-fEmcFirst; index ++)
 305     emcExist[index] = 1 ;
 306
 307   Bool_t * cpvExist = 0;
 308   if(fCpvLast > fCpvFirst)
 309     cpvExist = new Bool_t[fCpvLast-fCpvFirst] ;
 310   for(index = 0; index <fCpvLast-fCpvFirst; index ++)
 311     cpvExist[index] = kTRUE ;
 312
 313
 314   // Finds the smallest links and makes pairs of CPV and EMC clusters with smallest distance
 315   TIter nextUp(fLinkUpArray) ;
 316
 317   AliPHOSLink * linkUp ;
 318
 319   AliPHOSRecPoint * nullpointer = 0 ;
 320
 321   while ( (linkUp =  static_cast<AliPHOSLink *>(nextUp()) ) ){
 322
 323     if(emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] != -1){ //without ppsd Up yet
 324
 325       if(cpvExist[linkUp->GetPpsd()-fCpvFirst]){ //CPV still exist
 326
 327        new ((* trackSegments)[fNTrackSegments])
 328          AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(linkUp->GetEmc())) ,
 329                            dynamic_cast<AliPHOSRecPoint *>(cpvRecPoints->At(linkUp->GetPpsd()))) ;
 330        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(trackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
 331        fNTrackSegments++ ;
 332
 333        emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] = -1 ; //Mark emc  that Cpv was found
 334        //mark CPV recpoint as already used
 335        cpvExist[linkUp->GetPpsd()-fCpvFirst] = kFALSE ;
 336       } //if ppsdUp still exist
 337     }
 338   }
 339
 340   //look through emc recPoints left without CPV/PPSD
 341   if(emcExist){ //if there is emc rec point
 342     Int_t iEmcRP ;
 343     for(iEmcRP = 0; iEmcRP < fEmcLast-fEmcFirst  ; iEmcRP++ ){
 344       if(emcExist[iEmcRP] > 0 ){
 345        new ((*trackSegments)[fNTrackSegments])
 346          AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(iEmcRP+fEmcFirst)),
 347                            nullpointer) ;
 348        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(trackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
 349        fNTrackSegments++;
 350       }
 351     }
 352   }
 353   delete [] emcExist ;
 354   delete [] cpvExist ;
 355 }
 356
 357 //____________________________________________________________________________
 358 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Exec(Option_t *option)
 359 {
 360   // Steering method to perform track segment construction for events
 361   // in the range from fFirstEvent to fLastEvent.
 362   // This range is optionally set by SetEventRange().
 363   // if fLastEvent=-1 (by default), then process events until the end.
 364
 365   if(strstr(option,"tim"))
 366     gBenchmark->Start("PHOSTSMaker");
 367
 368   if(strstr(option,"print")) {
 369     Print() ;
 370     return ;
 371   }
 372
 373   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance(GetTitle()) ;
 374
 375   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
 376
 377   if (fLastEvent == -1) fLastEvent = gime->MaxEvent() - 1 ;
 378   else fLastEvent = TMath::Min(fFirstEvent,gime->MaxEvent());
 379   Int_t nEvents   = fLastEvent - fFirstEvent + 1;
 380
 381   Int_t ievent ;
 382   for (ievent = fFirstEvent; ievent <= fLastEvent; ievent++) {
 383     gime->Event(ievent,"R") ;
 384     //Make some initializations
 385     fNTrackSegments = 0 ;
 386     fEmcFirst = 0 ;
 387     fEmcLast  = 0 ;
 388     fCpvFirst = 0 ;
 389     fCpvLast  = 0 ;
 390
 391     gime->TrackSegments()->Clear();
 392
 393     //    if(!ReadRecPoints(ievent))   continue; //reads RecPoints for event ievent
 394
 395     for(fModule = 1; fModule <= geom->GetNModules() ; fModule++ ) {
 396       FillOneModule() ;
 397       MakeLinks() ;
 398       MakePairs() ;
 399     }
 400
 401     WriteTrackSegments() ;
 402
 403     if(strstr(option,"deb"))
 404       PrintTrackSegments(option);
 405
 406     //increment the total number of track segments per run
 407     fTrackSegmentsInRun += gime->TrackSegments()->GetEntriesFast() ;
 408
 409   }
 410
 411   if(strstr(option,"tim")){
 412     gBenchmark->Stop("PHOSTSMaker");
 413     Info("Exec", "took %f seconds for making TS %f seconds per event",
 414           gBenchmark->GetCpuTime("PHOSTSMaker"),
 415           gBenchmark->GetCpuTime("PHOSTSMaker")/nEvents) ;
 416    }
 417   Unload();
 418 }
 419
 420 //____________________________________________________________________________
 421 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Unload()
 422 {
 423   // Unloads the task from the folder
 424   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 425   gime->PhosLoader()->UnloadRecPoints() ;
 426   gime->PhosLoader()->UnloadTracks() ;
 427 }
 428
 429 //____________________________________________________________________________
 430 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Print()const
 431 {
 432   //  Print TrackSegmentMaker parameters
 433
 434   TString message("") ;
 435   if( strcmp(GetName(), "") != 0 ) {
 436     message = "\n======== AliPHOSTrackSegmentMakerv1 ========\n" ;
 437     message += "Making Track segments\n" ;
 438     message += "with parameters:\n" ;
 439     message += "     Maximal EMC - CPV (PPSD) distance (cm) %f\n" ;
 440     message += "============================================\n" ;
 441     Info("Print", message.Data(),fRcpv) ;
 442   }
 443   else
 444     Info("Print", "AliPHOSTrackSegmentMakerv1 not initialized ") ;
 445 }
 446
 447 //____________________________________________________________________________
 448 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::WriteTrackSegments()
 449 {
 450   // Writes found TrackSegments to TreeR. Creates branches
 451   // "PHOSTS" and "AliPHOSTrackSegmentMaker" with the same title.
 452   // In the former branch found TrackSegments are stored, while
 453   // in the latter all parameters, with which TS were made.
 454   // ROOT does not allow overwriting existing branches, therefore
 455   // first we check, if branches with the same title already exist.
 456   // If yes - exits without writing.
 457
 458   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 459
 460   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments() ;
 461   trackSegments->Expand(trackSegments->GetEntriesFast()) ;
 462
 463   TTree * treeT = gime->TreeT();
 464
 465   //First TS
 466   Int_t bufferSize = 32000 ;
 467   TBranch * tsBranch = treeT->Branch("PHOSTS",&trackSegments,bufferSize);
 468   tsBranch->Fill() ;
 469
 470   gime->WriteTracks("OVERWRITE");
 471   gime->WriteTrackSegmentMaker("OVERWRITE");
 472 }
 473
 474
 475 //____________________________________________________________________________
 476 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::PrintTrackSegments(Option_t * option)
 477 {
 478   // option deb - prints # of found TrackSegments
 479   // option deb all - prints as well indexed of found RecParticles assigned to the TS
 480
 481   TClonesArray * trackSegments = AliPHOSGetter::Instance()->TrackSegments() ;
 482
 483   Info("PrintTrackSegments", "Results from TrackSegmentMaker:") ;
 484   printf("nevent: %d\n", gAlice->GetEvNumber()) ;
 485   printf("        Found %d TrackSegments\n", trackSegments->GetEntriesFast() );
 486
 487   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
 488     printf("TrackSegment #  EMC RP#  CPV RP#\n") ;
 489     Int_t index;
 490     for (index = 0 ; index <trackSegments->GetEntriesFast() ; index++) {
 491       AliPHOSTrackSegment * ts = (AliPHOSTrackSegment * )trackSegments->At(index) ;
 492       printf("   %d           %d        %d \n", ts->GetIndexInList(), ts->GetEmcIndex(), ts->GetCpvIndex() ) ;
 493     }
 494   }
 495 }