PHOS/AliPHOSTrackSegmentMakerv2.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 /* History of cvs commits:
  18  *
  19  * $Log$
  20  * Revision 1.2  2007/04/01 19:16:52  kharlov
  21  * D.P.: Produce EMCTrackSegments using TPC/ITS tracks (no CPV)
  22  *
  23  *
  24  */
  25
  26 //_________________________________________________________________________
  27 // Implementation version 2 of algorithm class to construct PHOS track segments
  28 // Track segment for PHOS is list of
  29 //        EMC RecPoint + (possibly) projection of TPC track
  30 // To find TrackSegments we do the following:
  31 //  for each EMC RecPoints we look at
  32 //   TPC projections radius fRtpc.
  33 //  If there is such a track
  34 //   we make "Link" it is just indexes of EMC and TPC track and distance
  35 //   between them in the PHOS plane.
  36 //  Then we sort "Links" and starting from the
  37 //   least "Link" pointing to the unassined EMC and TPC assing them to
  38 //   new TrackSegment.
  39 // If there is no TPC track we make TrackSegment
  40 // consisting from EMC alone. There is no TrackSegments without EMC RecPoint.
  41 //// In principle this class should be called from AliPHOSReconstructor, but
  42 // one can use it as well in standalone mode.
  43 // Use  case:
  44 //  root [0] AliPHOSTrackSegmentMakerv2 * t = new AliPHOSTrackSegmentMaker("galice.root", "tracksegmentsname", "recpointsname")
  45 //  Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
  46 //               // reads gAlice from header file "galice.root", uses recpoints stored in the branch names "recpointsname" (default = "Default")
  47 //               // and saves recpoints in branch named "tracksegmentsname" (default = "recpointsname")
  48 //  root [1] t->ExecuteTask()
  49 //  root [3] t->SetTrackSegmentsBranch("max distance 5 cm")
  50 //  root [4] t->ExecuteTask("deb all time")
  51 //
  52 //*-- Author: Dmitri Peressounko (RRC Ki & SUBATECH) & Yves Schutz (SUBATECH)
  53 //
  54
  55 // --- ROOT system ---
  56 #include "TFile.h"
  57 #include "TTree.h"
  58 #include "TBenchmark.h"
  59
  60 // --- Standard library ---
  61 #include "Riostream.h"
  62 // --- AliRoot header files ---
  63 #include "AliPHOSGeometry.h"
  64 #include "AliPHOSTrackSegmentMakerv2.h"
  65 #include "AliPHOSTrackSegment.h"
  66 #include "AliPHOSLink.h"
  67 #include "AliPHOSGetter.h"
  68 #include "AliESD.h"
  69 #include "AliESDtrack.h"
  70
  71 ClassImp( AliPHOSTrackSegmentMakerv2)
  72
  73
  74 //____________________________________________________________________________
  75 AliPHOSTrackSegmentMakerv2::AliPHOSTrackSegmentMakerv2() :
  76   AliPHOSTrackSegmentMaker(),
  77   fDefaultInit(kTRUE),
  78   fWrite(kFALSE),
  79   fNTrackSegments(0),
  80   fRtpc(0.f),
  81   fVtx(0.,0.,0.),
  82   fLinkUpArray(0),
  83   fTPCtracks(),
  84   fEmcFirst(0),
  85   fEmcLast(0),
  86   fModule(0),
  87   fTrackSegmentsInRun(0)
  88 {
  89   // default ctor (to be used mainly by Streamer)
  90   InitParameters() ;
  91 }
  92
  93 //____________________________________________________________________________
  94 AliPHOSTrackSegmentMakerv2::AliPHOSTrackSegmentMakerv2(const TString & alirunFileName, const TString & eventFolderName) :
  95   AliPHOSTrackSegmentMaker(alirunFileName, eventFolderName),
  96   fDefaultInit(kFALSE),
  97   fWrite(kFALSE),
  98   fNTrackSegments(0),
  99   fRtpc(0.f),
 100   fVtx(0.,0.,0.),
 101   fLinkUpArray(0),
 102   fTPCtracks(),
 103   fEmcFirst(0),
 104   fEmcLast(0),
 105   fModule(0),
 106   fTrackSegmentsInRun(0)
 107 {
 108   // ctor
 109   InitParameters() ;
 110   Init() ;
 111   fESD = 0;
 112 }
 113
 114 //____________________________________________________________________________
 115 AliPHOSTrackSegmentMakerv2::AliPHOSTrackSegmentMakerv2(const AliPHOSTrackSegmentMakerv2 & tsm) :
 116   AliPHOSTrackSegmentMaker(tsm),
 117   fDefaultInit(kFALSE),
 118   fWrite(kFALSE),
 119   fNTrackSegments(0),
 120   fRtpc(0.f),
 121   fVtx(0.,0.,0.),
 122   fLinkUpArray(0),
 123   fTPCtracks(),
 124   fEmcFirst(0),
 125   fEmcLast(0),
 126   fModule(0),
 127   fTrackSegmentsInRun(0)
 128 {
 129   // cpy ctor: no implementation yet
 130   // requested by the Coding Convention
 131   Fatal("cpy ctor", "not implemented") ;
 132 }
 133
 134
 135 //____________________________________________________________________________
 136  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::~AliPHOSTrackSegmentMakerv2()
 137 {
 138   // dtor
 139   // fDefaultInit = kTRUE if TrackSegmentMaker created by default ctor (to get just the parameters)
 140   if (!fDefaultInit)
 141     delete fLinkUpArray ;
 142 }
 143
 144 //____________________________________________________________________________
 145 const TString AliPHOSTrackSegmentMakerv2::BranchName() const
 146 {
 147
 148   return GetName() ;
 149 }
 150
 151 //____________________________________________________________________________
 152 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::FillOneModule()
 153 {
 154   // Finds first and last indexes between which
 155   // clusters from one PHOS module are
 156
 157   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 158   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
 159
 160   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 161
 162   //First EMC clusters
 163   Int_t totalEmc = emcRecPoints->GetEntriesFast() ;
 164   for(fEmcFirst = fEmcLast; (fEmcLast < totalEmc) &&
 165         ((dynamic_cast<AliPHOSRecPoint *>(emcRecPoints->At(fEmcLast)))->GetPHOSMod() == fModule );
 166       fEmcLast ++)  ;
 167
 168   //Now TPC tracks
 169   if(fESD){
 170     //Do it ones, only first time
 171     if(fModule==1){
 172       Int_t nTracks = fESD->GetNumberOfTracks();
 173
 174       Int_t nPHOSmod = geom->GetNModules() ;
 175       if(fTPCtracks[0].size()<(UInt_t)nTracks){
 176         for(Int_t i=0; i<nPHOSmod; i++)
 177           fTPCtracks[i].resize(nTracks) ;
 178       }
 179       for(Int_t i=0; i<5; i++)fNtpcTracks[i]=0 ;
 180       TVector3 inPHOS ;
 181
 182       //In this particular case we use fixed vertex position at zero
 183       Double_t vtx[3]={0.,0.,0.} ;
 184       AliESDtrack *track;
 185       Double_t xyz[3] ;
 186       Double_t rEMC = geom->GetIPtoCrystalSurface() ; //Use here ideal geometry
 187       for (Int_t iTrack=0; iTrack<nTracks; iTrack++) {
 188         track = fESD->GetTrack(iTrack);
 189         for(Int_t iTestMod=1; iTestMod<=nPHOSmod; iTestMod++){
 190            Double_t modAngle=270.+geom->GetPHOSAngle(iTestMod) ;
 191            modAngle*=TMath::Pi()/180. ;
 192            track->Rotate(modAngle);
 193            if (!track->GetXYZAt(rEMC, fESD->GetMagneticField(), xyz))
 194              continue; //track coord on the cylinder of PHOS radius
 195            if ((TMath::Abs(xyz[0])+TMath::Abs(xyz[1])+TMath::Abs(xyz[2]))<=0)
 196              continue;
 197            //Check if this track hits PHOS
 198            inPHOS.SetXYZ(xyz[0],xyz[1],xyz[2]);
 199            Int_t modNum ;
 200            Double_t x,z ;
 201            geom->ImpactOnEmc(vtx, inPHOS.Theta(), inPHOS.Phi(), modNum, z, x) ;
 202            if(modNum==iTestMod){
 203              //Mark this track as one belonging to module
 204              TrackInPHOS_t &t = fTPCtracks[modNum-1][fNtpcTracks[modNum-1]++] ;
 205              t.track = track ;
 206              t.x = x ;
 207              t.z = z ;
 208              break ;
 209            }
 210         }
 211       }
 212     }
 213   }
 214
 215 }
 216
 217 //____________________________________________________________________________
 218 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::GetDistanceInPHOSPlane(AliPHOSEmcRecPoint * emcClu,
 219                                                          AliESDtrack *track,
 220                                                          Float_t &dx, Float_t &dz) const
 221 {
 222   // Calculates the distance between the EMC RecPoint and the CPV RecPoint
 223   // Clusters are sorted in "rows" and "columns" of width 1 cm
 224
 225   const AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGeometry::GetInstance() ;
 226   TVector3 emcGlobal; // Global position of the EMC recpoint
 227   geom->GetGlobal((AliRecPoint*)emcClu,emcGlobal);
 228
 229   //Calculate actual distance to the PHOS surface
 230   Double_t modAngle=270.+geom->GetPHOSAngle(emcClu->GetPHOSMod()) ;
 231   modAngle*=TMath::Pi()/180. ;
 232   Double_t rEMC = emcGlobal.X()*TMath::Cos(modAngle)+emcGlobal.Y()*TMath::Sin(modAngle) ;
 233   track->Rotate(modAngle);
 234   Double_t xyz[3] ;
 235   if(!track->GetXYZAt(rEMC, fESD->GetMagneticField(), xyz)){
 236     dx=999. ;
 237     dz=999. ;
 238     return ; //track coord on the cylinder of PHOS radius
 239   }
 240   if((TMath::Abs(xyz[0])+TMath::Abs(xyz[1])+TMath::Abs(xyz[2]))<=0){
 241     dx=999. ;
 242     dz=999. ;
 243     return ;
 244   }
 245
 246   dx=(emcGlobal.X()-xyz[0])*TMath::Sin(modAngle)-(emcGlobal.Y()-xyz[1])*TMath::Cos(modAngle) ;
 247   dx=TMath::Sign(dx,(Float_t)(emcGlobal.X()-xyz[0])) ; //set direction
 248   dz=emcGlobal.Z()-xyz[2] ;
 249
 250   return ;
 251 }
 252 //____________________________________________________________________________
 253 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::Init()
 254 {
 255   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
 256
 257   AliPHOSGetter* gime = AliPHOSGetter::Instance();
 258   if(!gime)
 259     gime = AliPHOSGetter::Instance(GetTitle(), fEventFolderName.Data());
 260
 261   fLinkUpArray  = new TClonesArray("AliPHOSLink", 1000);
 262   if ( !gime->TrackSegmentMaker() ) {
 263     gime->PostTrackSegmentMaker(this);
 264   }
 265 }
 266
 267 //____________________________________________________________________________
 268 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::InitParameters()
 269 {
 270   //Initializes parameters
 271   fRtpc      = 4. ;
 272   fEmcFirst  = 0 ;
 273   fEmcLast   = 0 ;
 274   fLinkUpArray = 0 ;
 275   fWrite                   = kTRUE ;
 276   fTrackSegmentsInRun       = 0 ;
 277   SetEventRange(0,-1) ;
 278 }
 279
 280
 281 //____________________________________________________________________________
 282 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::MakeLinks()
 283 {
 284   // Finds distances (links) between all EMC and CPV clusters,
 285   // which are not further apart from each other than fRcpv
 286   // and sort them in accordance with this distance
 287
 288   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 289   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 290
 291   fLinkUpArray->Clear() ;
 292
 293   AliPHOSEmcRecPoint * emcclu ;
 294
 295   Int_t iLinkUp  = 0 ;
 296
 297   Int_t iEmcRP;
 298   for(iEmcRP = fEmcFirst; iEmcRP < fEmcLast; iEmcRP++ ) {
 299     emcclu = dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(iEmcRP)) ;
 300     TVector3 vecEmc ;
 301     emcclu->GetLocalPosition(vecEmc) ;
 302     Int_t mod=emcclu->GetPHOSMod() ;
 303     for(Int_t itr=0; itr<fNtpcTracks[mod-1] ; itr++){
 304       TrackInPHOS_t &t = fTPCtracks[mod-1][itr] ;
 305       //calculate raw distance
 306       Double_t rawdx = t.x - vecEmc.X() ;
 307       Double_t rawdz = t.z - vecEmc.Z() ;
 308       if(TMath::Sqrt(rawdx*rawdx+rawdz*rawdz)<fRtpc){
 309         Float_t dx,dz ;
 310         //calculate presize difference accounting misalignment
 311         GetDistanceInPHOSPlane(emcclu, t.track, dx,dz) ;
 312         Int_t itrack = t.track->GetID() ;
 313         new ((*fLinkUpArray)[iLinkUp++])  AliPHOSLink(dx, dz, iEmcRP, itrack, -1) ;
 314       }
 315     }
 316   }
 317   fLinkUpArray->Sort() ;  //first links with smallest distances
 318 }
 319
 320 //____________________________________________________________________________
 321 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::MakePairs()
 322 {
 323   // Using the previously made list of "links", we found the smallest link - i.e.
 324   // link with the least distance between EMC and CPV and pointing to still
 325   // unassigned RecParticles. We assign these RecPoints to TrackSegment and
 326   // remove them from the list of "unassigned".
 327
 328   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 329
 330   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 331   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments();
 332
 333   //Make arrays to mark clusters already chosen
 334   Int_t * emcExist = 0;
 335   if(fEmcLast > fEmcFirst)
 336     emcExist = new Int_t[fEmcLast-fEmcFirst] ;
 337
 338   Int_t index;
 339   for(index = 0; index <fEmcLast-fEmcFirst; index ++)
 340     emcExist[index] = 1 ;
 341
 342
 343   Bool_t * tpcExist = 0;
 344   Int_t nTracks = fESD->GetNumberOfTracks();
 345   if(nTracks>0)
 346     tpcExist = new Bool_t[nTracks] ;
 347
 348   for(index = 0; index <nTracks; index ++)
 349     tpcExist[index] = 1 ;
 350
 351
 352   // Finds the smallest links and makes pairs of CPV and EMC clusters with smallest distance
 353   TIter nextUp(fLinkUpArray) ;
 354
 355   AliPHOSLink * linkUp ;
 356
 357   AliPHOSCpvRecPoint * nullpointer = 0 ;
 358
 359   while ( (linkUp =  static_cast<AliPHOSLink *>(nextUp()) ) ){
 360
 361     if(emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] != -1){
 362
 363       if(tpcExist[linkUp->GetCpv()]){ //Track still exist
 364          Float_t dx,dz ;
 365          linkUp->GetXZ(dx,dz) ;
 366          new ((* trackSegments)[fNTrackSegments])
 367            AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(linkUp->GetEmc())) ,
 368                                nullpointer,
 369                                linkUp->GetTrack(),dx,dz) ;
 370        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(trackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
 371        fNTrackSegments++ ;
 372        emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] = -1 ; //Mark emc  that Cpv was found
 373        //mark track as already used
 374        tpcExist[linkUp->GetCpv()] = kFALSE ;
 375       } //if CpvUp still exist
 376     }
 377   }
 378
 379   //look through emc recPoints left without CPV
 380   if(emcExist){ //if there is emc rec point
 381     Int_t iEmcRP ;
 382     for(iEmcRP = 0; iEmcRP < fEmcLast-fEmcFirst  ; iEmcRP++ ){
 383       if(emcExist[iEmcRP] > 0 ){
 384        new ((*trackSegments)[fNTrackSegments])
 385          AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(iEmcRP+fEmcFirst)),
 386                            nullpointer) ;
 387        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(trackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
 388        fNTrackSegments++;
 389       }
 390     }
 391   }
 392   delete [] emcExist ;
 393   delete [] tpcExist ;
 394 }
 395
 396 //____________________________________________________________________________
 397 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::Exec(Option_t *option)
 398 {
 399   // Steering method to perform track segment construction for events
 400   // in the range from fFirstEvent to fLastEvent.
 401   // This range is optionally set by SetEventRange().
 402   // if fLastEvent=-1 (by default), then process events until the end.
 403
 404   if(strstr(option,"tim"))
 405     gBenchmark->Start("PHOSTSMaker");
 406
 407   if(strstr(option,"print")) {
 408     Print() ;
 409     return ;
 410   }
 411
 412   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 413
 414   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
 415
 416   if (fLastEvent == -1)
 417     fLastEvent = gime->MaxEvent() - 1 ;
 418   else
 419     fLastEvent = TMath::Min(fFirstEvent,gime->MaxEvent());
 420   Int_t nEvents   = fLastEvent - fFirstEvent + 1;
 421
 422   Int_t ievent ;
 423   for (ievent = fFirstEvent; ievent <= fLastEvent; ievent++) {
 424     gime->Event(ievent,"DR") ;
 425    //Make some initializations
 426     fNTrackSegments = 0 ;
 427     fEmcFirst = 0 ;
 428     fEmcLast  = 0 ;
 429
 430     gime->TrackSegments()->Clear();
 431
 432     //    if(!ReadRecPoints(ievent))   continue; //reads RecPoints for event ievent
 433
 434     for(fModule = 1; fModule <= geom->GetNModules() ; fModule++ ) {
 435       FillOneModule() ;
 436       MakeLinks() ;
 437       MakePairs() ;
 438     }
 439
 440     WriteTrackSegments() ;
 441
 442     if(strstr(option,"deb"))
 443       PrintTrackSegments(option);
 444
 445     //increment the total number of track segments per run
 446     fTrackSegmentsInRun += gime->TrackSegments()->GetEntriesFast() ;
 447   }
 448
 449   if(strstr(option,"tim")){
 450     gBenchmark->Stop("PHOSTSMaker");
 451     Info("Exec", "took %f seconds for making TS %f seconds per event",
 452           gBenchmark->GetCpuTime("PHOSTSMaker"),
 453           gBenchmark->GetCpuTime("PHOSTSMaker")/nEvents) ;
 454    }
 455   if(fWrite) //do not unload in "on flight" mode
 456     Unload();
 457 }
 458 //____________________________________________________________________________
 459 void AliPHOSTrackSegmentMakerv2::Unload()
 460 {
 461   // Unloads the task from the folder
 462   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 463   gime->PhosLoader()->UnloadRecPoints() ;
 464   gime->PhosLoader()->UnloadTracks() ;
 465 }
 466
 467 //____________________________________________________________________________
 468 void AliPHOSTrackSegmentMakerv2::Print(const Option_t *)const
 469 {
 470   //  Print TrackSegmentMaker parameters
 471
 472   TString message("") ;
 473   if( strcmp(GetName(), "") != 0 ) {
 474     message = "\n======== AliPHOSTrackSegmentMakerv2 ========\n" ;
 475     message += "Making Track segments\n" ;
 476     message += "with parameters:\n" ;
 477     message += "     Maximal EMC - TPC distance (cm) %f\n" ;
 478     message += "============================================\n" ;
 479     Info("Print", message.Data(),fRtpc) ;
 480   }
 481   else
 482     Info("Print", "AliPHOSTrackSegmentMakerv2 not initialized ") ;
 483 }
 484
 485 //____________________________________________________________________________
 486 void AliPHOSTrackSegmentMakerv2::WriteTrackSegments()
 487 {
 488   // Writes found TrackSegments to TreeR. Creates branches
 489   // "PHOSTS" and "AliPHOSTrackSegmentMaker" with the same title.
 490   // In the former branch found TrackSegments are stored, while
 491   // in the latter all parameters, with which TS were made.
 492   // ROOT does not allow overwriting existing branches, therefore
 493   // first we check, if branches with the same title already exist.
 494   // If yes - exits without writing.
 495
 496   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 497
 498   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments() ;
 499   trackSegments->Expand(trackSegments->GetEntriesFast()) ;
 500
 501   if(fWrite){ //We write TreeT
 502     TTree * treeT = gime->TreeT();
 503
 504     //First TS
 505     Int_t bufferSize = 32000 ;
 506     TBranch * tsBranch = treeT->Branch("PHOSTS",&trackSegments,bufferSize);
 507     tsBranch->Fill() ;
 508
 509     gime->WriteTracks("OVERWRITE");
 510     gime->WriteTrackSegmentMaker("OVERWRITE");
 511   }
 512 }
 513
 514
 515 //____________________________________________________________________________
 516 void AliPHOSTrackSegmentMakerv2::PrintTrackSegments(Option_t * option)
 517 {
 518   // option deb - prints # of found TrackSegments
 519   // option deb all - prints as well indexed of found RecParticles assigned to the TS
 520
 521   TClonesArray * trackSegments = AliPHOSGetter::Instance()->TrackSegments() ;
 522
 523   Info("PrintTrackSegments", "Results from TrackSegmentMaker:") ;
 524   printf("nevent: %d\n", gAlice->GetEvNumber()) ;
 525   printf("        Found %d TrackSegments\n", trackSegments->GetEntriesFast() );
 526
 527   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
 528     printf("TrackSegment #  EMC RP#  CPV RP#\n") ;
 529     Int_t index;
 530     for (index = 0 ; index <trackSegments->GetEntriesFast() ; index++) {
 531       AliPHOSTrackSegment * ts = (AliPHOSTrackSegment * )trackSegments->At(index) ;
 532       printf("   %d           %d        %d \n", ts->GetIndexInList(), ts->GetEmcIndex(), ts->GetTrackIndex() ) ;
 533     }
 534   }
 535 }