PWG1/TRD/AliTRDcheckESD.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
  16 /////////////////////////////////////////////////////
  17 //
  18 // Check basic detector results at ESD level
  19 //   - Geometrical efficiency
  20 //   - Tracking efficiency
  21 //   - PID efficiency
  22 //   - Refit efficiency
  23 //
  24 // Author
  25 //   Alex Bercuci <A.Bercuci@gsi.de>
  26 //
  27 //////////////////////////////////////////////////////
  28
  29 #include <TClonesArray.h>
  30 #include <TObjArray.h>
  31 #include <TObject.h>
  32 #include <TH2I.h>
  33 #include <TGraphErrors.h>
  34 #include <TGraphAsymmErrors.h>
  35 #include <TFile.h>
  36 #include <TTree.h>
  37 #include <TROOT.h>
  38 #include <TChain.h>
  39 #include <TParticle.h>
  40
  41 #include "AliLog.h"
  42 #include "AliAnalysisManager.h"
  43 #include "AliESDEvent.h"
  44 #include "AliESDkink.h"
  45 #include "AliMCEvent.h"
  46 #include "AliESDInputHandler.h"
  47 #include "AliMCEventHandler.h"
  48
  49 #include "AliESDtrack.h"
  50 #include "AliMCParticle.h"
  51 #include "AliPID.h"
  52 #include "AliStack.h"
  53 #include "AliTrackReference.h"
  54
  55 #include "AliTRDcheckESD.h"
  56
  57 ClassImp(AliTRDcheckESD)
  58
  59 const Float_t AliTRDcheckESD::fgkxTPC = 290.;
  60 const Float_t AliTRDcheckESD::fgkxTOF = 365.;
  61 FILE* AliTRDcheckESD::fgFile = 0x0;
  62
  63 //____________________________________________________________________
  64 AliTRDcheckESD::AliTRDcheckESD():
  65   AliAnalysisTask("checkESD", "ESD checker for TRD info")
  66   ,fStatus(0)
  67   ,fESD(0x0)
  68   ,fMC(0x0)
  69   ,fHistos(0x0)
  70   ,fResults(0x0)
  71 {
  72   //
  73   // Default constructor
  74   //
  75   SetMC(kTRUE);
  76   DefineInput(0, TChain::Class());
  77   DefineOutput(0, TObjArray::Class());
  78 }
  79
  80 //____________________________________________________________________
  81 AliTRDcheckESD::~AliTRDcheckESD()
  82 {
  83 // Destructor
  84   if(fHistos){
  85     //fHistos->Delete();
  86     delete fHistos;
  87   }
  88   if(fResults){
  89     fResults->Delete();
  90     delete fResults;
  91   }
  92 }
  93
  94 //____________________________________________________________________
  95 void AliTRDcheckESD::ConnectInputData(Option_t *)
  96 {
  97   //
  98   // Link the Input Data
  99   //
 100   TTree *tree = dynamic_cast<TChain*>(GetInputData(0));
 101   if(tree) tree->SetBranchStatus("Tracks", 1);
 102
 103   AliESDInputHandler *esdH = dynamic_cast<AliESDInputHandler*>(AliAnalysisManager::GetAnalysisManager()->GetInputEventHandler());
 104   fESD = esdH ? esdH->GetEvent() : 0x0;
 105
 106   if(!HasMC()) return;
 107   AliMCEventHandler *mcH = dynamic_cast<AliMCEventHandler*>(AliAnalysisManager::GetAnalysisManager()->GetMCtruthEventHandler());
 108   fMC = mcH ? mcH->MCEvent() : 0x0;
 109 }
 110
 111 //____________________________________________________________________
 112 void AliTRDcheckESD::CreateOutputObjects()
 113 {
 114   //
 115   // Create Output Containers (TObjectArray containing 1D histograms)
 116   //
 117   OpenFile(0, "RECREATE");
 118   Histos();
 119 }
 120
 121 //____________________________________________________________________
 122 TGraph* AliTRDcheckESD::GetGraph(Int_t id, Option_t *opt)
 123 {
 124 // Retrieve graph with "id"
 125 // Possible options are :
 126 //   "b" - build graph if none found
 127 //   "c" - clear existing graph
 128
 129   Bool_t kBUILD = strstr(opt, "b"), // build graph if none found
 130          kCLEAR = strstr(opt, "c"); // clear existing graph
 131
 132   const Char_t *name[] = {
 133     "Geo", "Trk", "Pid", "Ref", "Max06", "Mean09"
 134   };
 135   const Char_t *title[] = {
 136     "TRD geometrical efficiency (TRDin/TPCout)"
 137     ,"TRD tracking efficiency (TRDout/TRDin)"
 138     ,"TRD PID efficiency (TRDpid/TRDin)"
 139     ,"TRD refit efficiency (TRDrefit/TRDin)"
 140     ,"TRD Eloss (Max/90% quantile)"
 141     ,"TRD Eloss (Mean/60% quantile)"
 142   };
 143   const Int_t ngr = sizeof(name)/sizeof(Char_t*);
 144   if(ngr != kNgraphs){
 145     AliWarning("No of graphs defined different from definition");
 146     return 0x0;
 147   }
 148
 149   if(!fResults){
 150     fResults = new TObjArray(kNgraphs);
 151     fResults->SetOwner();
 152     fResults->SetName("results");
 153   }
 154
 155   TGraph *g = 0x0;
 156   if((g = dynamic_cast<TGraph*>(fResults->At(id)))){
 157     if(kCLEAR){
 158       for(Int_t ip=g->GetN(); ip--;) g->RemovePoint(ip);
 159     } else {
 160       PutTrendValue(name[id], g->GetMean(2));
 161       PutTrendValue(Form("%sRMS", name[id]), g->GetRMS(2));
 162     }
 163   } else {
 164     if(kBUILD){
 165       switch(id){
 166       case 0:
 167         g = new TGraphErrors();
 168         break;
 169       case 1:
 170         g = new TGraphErrors();
 171         break;
 172       case 2:
 173         g = new TGraphErrors();
 174         break;
 175       case 3:
 176         g = new TGraphErrors();
 177         break;
 178       case 4:
 179         g = new TGraphAsymmErrors(6);
 180         g->SetMarkerStyle(22);g->SetMarkerColor(kRed);
 181         g->SetLineColor(kBlack);g->SetLineWidth(2);
 182         break;
 183       case 5:
 184         g = new TGraphAsymmErrors(6);
 185         g->SetMarkerStyle(21);
 186         g->SetLineColor(kRed);g->SetLineWidth(2);
 187         break;
 188       default:
 189         AliWarning(Form("Graph index[%d] missing/not defined.", id));
 190         return 0x0;
 191       }
 192       g->SetNameTitle(name[id], title[id]);
 193       fResults->AddAt(g, id);
 194     }
 195   }
 196   return g;
 197 }
 198
 199 //____________________________________________________________________
 200 void AliTRDcheckESD::Exec(Option_t *){
 201   //
 202   // Run the Analysis
 203   //
 204   if(!fESD){
 205     AliError("ESD event missing.");
 206     return;
 207   }
 208
 209   // Get MC information if available
 210   AliStack * fStack = 0x0;
 211   if(HasMC()){
 212     if(!fMC){
 213       AliWarning("MC event missing");
 214       SetMC(kFALSE);
 215     } else {
 216       if(!(fStack = fMC->Stack())){
 217         AliWarning("MC stack missing");
 218         SetMC(kFALSE);
 219       }
 220     }
 221   }
 222   Bool_t bTRDin(0), bTRDout(0), bTRDpid(0);
 223
 224   AliESDtrack *esdTrack = 0x0;
 225   for(Int_t itrk = 0; itrk < fESD->GetNumberOfTracks(); itrk++){
 226     bTRDin=0;bTRDout=0;bTRDpid=0;
 227     esdTrack = fESD->GetTrack(itrk);
 228
 229 //     if(esdTrack->GetNcls(1)) nTPC++;
 230 //     if(esdTrack->GetNcls(2)) nTRD++;
 231
 232     // track status
 233     ULong_t status = esdTrack->GetStatus();
 234     //PrintStatus(status);
 235
 236     // define TPC out tracks
 237     if(!Bool_t(status & AliESDtrack::kTPCout)) continue;
 238     if(esdTrack->GetKinkIndex(0) > 0) continue;
 239
 240     // TRD PID
 241     Double_t p[AliPID::kSPECIES]; esdTrack->GetTRDpid(p);
 242     // pid quality
 243     //esdTrack->GetTRDntrackletsPID();
 244
 245     // look at external track param
 246     const AliExternalTrackParam *op = esdTrack->GetOuterParam();
 247     const AliExternalTrackParam *ip = esdTrack->GetInnerParam();
 248     Double_t xyz[3];
 249     if(op){
 250       op->GetXYZ(xyz);
 251       op->Global2LocalPosition(xyz, op->GetAlpha());
 252       //printf("op @ X[%7.3f]\n", xyz[0]);
 253     }
 254
 255     // read MC info
 256     if(!HasMC()) continue;
 257
 258     Int_t fLabel = esdTrack->GetLabel();
 259     if(TMath::Abs(fLabel) > fStack->GetNtrack()) continue;
 260
 261     // read MC particle
 262     AliMCParticle *mcParticle = 0x0;
 263     if(!(mcParticle = (AliMCParticle*) fMC->GetTrack(TMath::Abs(fLabel)))){
 264       AliWarning(Form("MC particle missing. Label[ %d].", fLabel));
 265       continue;
 266     }
 267
 268     AliTrackReference *ref = 0x0;
 269     Int_t nRefs = mcParticle->GetNumberOfTrackReferences();
 270     if(!nRefs){
 271       AliWarning(Form("Track refs missing. Label[%d].", fLabel));
 272       continue;
 273     }
 274     Int_t iref = 0;
 275     while(iref<nRefs){
 276       ref = mcParticle->GetTrackReference(iref);
 277       if(ref->LocalX() > fgkxTPC) break;
 278       ref=0x0; iref++;
 279     }
 280
 281     // read TParticle
 282     //TParticle *tParticle = mcParticle->Particle();
 283     //Int_t fPdg = tParticle->GetPdgCode();
 284     // reject secondaries
 285     //if(!tParticle->IsPrimary()) continue;
 286
 287     if(ref){
 288       if(ref->LocalX() > fgkxTOF){ // track skipping TRD fiducial volume
 289         ref = mcParticle->GetTrackReference(TMath::Max(iref-1, 0));
 290       } else {
 291         bTRDin=1;
 292         if(esdTrack->GetNcls(2)) bTRDout=1;
 293         if(esdTrack->GetTRDntrackletsPID()>=4) bTRDpid=1;
 294       }
 295     } else { // track stopped in TPC
 296       ref = mcParticle->GetTrackReference(TMath::Max(iref-1, 0));
 297     }
 298     // get the MC pt !!
 299     Float_t pt = ref->Pt();
 300
 301     TH2 *h = (TH2I*)fHistos->At(kTRDstat);
 302     if(status & AliESDtrack::kTPCout) h->Fill(pt, kTPCout);
 303     if(/*status & AliESDtrack::k*/bTRDin) h->Fill(pt, kTRDin);
 304     if(/*status & AliESDtrack::k*/bTRDout){
 305       ((TH1*)fHistos->At(kNCl))->Fill(esdTrack->GetNcls(2));
 306       h->Fill(pt, kTRDout);
 307     }
 308     if(/*status & AliESDtrack::k*/bTRDpid) h->Fill(pt, kTRDpid);
 309     if(status & AliESDtrack::kTRDrefit) h->Fill(pt, kTRDref);
 310
 311     if(ip){
 312       h = (TH2I*)fHistos->At(kTRDmom);
 313       Float_t p(0.);
 314       for(Int_t ily=6; ily--;){
 315         if((p=esdTrack->GetTRDmomentum(ily))<0.) continue;
 316         h->Fill(ip->GetP()-p, ily);
 317       }
 318     }
 319   }
 320   PostData(0, fHistos);
 321 }
 322
 323 //____________________________________________________________________
 324 TObjArray* AliTRDcheckESD::Histos()
 325 {
 326 // Retrieve histograms array if already build or build it
 327
 328   if(fHistos) return fHistos;
 329
 330   fHistos = new TObjArray(kNhistos);
 331   //fHistos->SetOwner(kTRUE);
 332
 333   TH1 *h = 0x0;
 334
 335   // clusters per tracklet
 336   if(!(h = (TH1I*)gROOT->FindObject("hNCl"))){
 337     h = new TH1I("hNCl", "Clusters per TRD track", 100, 0., 200.);
 338     h->GetXaxis()->SetTitle("N_{cl}^{TRD}");
 339     h->GetYaxis()->SetTitle("entries");
 340   } else h->Reset();
 341   fHistos->AddAt(h, kNCl);
 342
 343   // status bits histogram
 344   if(!(h = (TH2I*)gROOT->FindObject("hTRDstat"))){
 345     h = new TH2I("hTRDstat", "TRD status bits", 100, 0., 20., kNbits, .5, kNbits+.5);
 346     h->GetXaxis()->SetTitle("p_{T} [GeV/c]");
 347     h->GetYaxis()->SetTitle("status bits");
 348     h->GetZaxis()->SetTitle("entries");
 349   } else h->Reset();
 350   fHistos->AddAt(h, kTRDstat);
 351
 352   // energy loss
 353   if(!(h = (TH2I*)gROOT->FindObject("hTRDmom"))){
 354     h = new TH2I("hTRDmom", "TRD energy loss", 100, -1., 2., 6, -0.5, 5.5);
 355     h->GetXaxis()->SetTitle("p_{inner} - p_{ly} [GeV/c]");
 356     h->GetYaxis()->SetTitle("layer");
 357     h->GetZaxis()->SetTitle("entries");
 358   } else h->Reset();
 359   fHistos->AddAt(h, kTRDmom);
 360
 361   return fHistos;
 362 }
 363
 364 //____________________________________________________________________
 365 Bool_t AliTRDcheckESD::Load(const Char_t *filename, const Char_t *name)
 366 {
 367 // Load data from performance file
 368
 369   if(!TFile::Open(filename)){
 370     AliWarning(Form("Couldn't open file %s.", filename));
 371     return kFALSE;
 372   }
 373   TObjArray *o = 0x0;
 374   if(!(o = (TObjArray*)gFile->Get(name ? name : GetName()))){
 375     AliWarning("Missing histogram container.");
 376     return kFALSE;
 377   }
 378   fHistos = (TObjArray*)o->Clone(GetName());
 379   gFile->Close();
 380   return kTRUE;
 381 }
 382
 383 //_______________________________________________________
 384 Bool_t AliTRDcheckESD::PutTrendValue(const Char_t *name, Double_t val)
 385 {
 386 // Dump trending value to default file
 387
 388   if(!fgFile){
 389     fgFile = fopen("TRD.Performance.txt", "at");
 390   }
 391   fprintf(fgFile, "%s_%s %f\n", GetName(), name, val);
 392   return kTRUE;
 393 }
 394
 395 //____________________________________________________________________
 396 void AliTRDcheckESD::Terminate(Option_t *)
 397 {
 398 // Steer post-processing
 399
 400
 401   // geometrical efficiency
 402   TH2I *h2 = (TH2I*)fHistos->At(kTRDstat);
 403   TH1 *h1[2] = {0x0, 0x0};
 404   h1[0] = h2->ProjectionX("checkESDx0", kTPCout, kTPCout);
 405   h1[1] = h2->ProjectionX("checkESDx1", kTRDin, kTRDin);
 406   Process(h1, (TGraphErrors*)GetGraph(0));
 407   delete h1[0];delete h1[1];
 408
 409   // tracking efficiency
 410   h1[0] = h2->ProjectionX("checkESDx0", kTRDin, kTRDin);
 411   h1[1] = h2->ProjectionX("checkESDx1", kTRDout, kTRDout);
 412   Process(h1, (TGraphErrors*)GetGraph(1));
 413   delete h1[1];
 414
 415   // PID efficiency
 416   h1[1] = h2->ProjectionX("checkESDx1", kTRDpid, kTRDpid);
 417   Process(h1, (TGraphErrors*)GetGraph(2));
 418   delete h1[1];
 419
 420   // Refit efficiency
 421   h1[1] = h2->ProjectionX("checkESDx1", kTRDref, kTRDref);
 422   Process(h1, (TGraphErrors*)GetGraph(3));
 423   delete h1[1];
 424   if(!(h2 = dynamic_cast<TH2I*>(fHistos->At(kTRDmom)))) return;
 425
 426   TGraphAsymmErrors *g06 = (TGraphAsymmErrors*)GetGraph(4), *g09 = (TGraphAsymmErrors*)GetGraph(5);
 427   TAxis *ax=h2->GetXaxis();
 428   const Int_t nq(4);
 429   const Double_t xq[nq] = {0.05, 0.2, 0.8, 0.95};
 430   Double_t yq[nq];
 431   for(Int_t ily=6; ily--;){
 432     h1[0] = h2->ProjectionX("checkESDp0", ily+1, ily+1);
 433     h1[0]->GetQuantiles(nq,yq,xq);
 434     g06->SetPoint(ily, Float_t(ily), ax->GetBinCenter(h1[0]->GetMaximumBin()));
 435     g06->SetPointError(ily, 0., 0., TMath::Abs(yq[0]), yq[3]);
 436     g09->SetPoint(ily, Float_t(ily), h1[0]->GetMean());
 437     g09->SetPointError(ily, 0., 0., TMath::Abs(yq[1]), yq[2]);
 438
 439     //printf(" max[%f] mean[%f] q[%f %f %f %f]\n", ax->GetBinCenter(h1[0]->GetMaximumBin()), h1[0]->GetMean(), yq[0], yq[1], yq[2], yq[3]);
 440     delete h1[0];
 441   }
 442 }
 443
 444 //____________________________________________________________________
 445 void AliTRDcheckESD::Process(TH1 **h1, TGraphErrors *g)
 446 {
 447 // Generic function to process one reference plot
 448
 449   Int_t n1 = 0, n2 = 0, ip=0;
 450   Double_t eff = 0.;
 451
 452   TAxis *ax = h1[0]->GetXaxis();
 453   for(Int_t ib=1; ib<=ax->GetNbins(); ib++){
 454     if(!(n1 = (Int_t)h1[0]->GetBinContent(ib))) continue;
 455     n2 = (Int_t)h1[1]->GetBinContent(ib);
 456     eff = n2/Float_t(n1);
 457
 458     ip=g->GetN();
 459     g->SetPoint(ip, ax->GetBinCenter(ib), eff);
 460     g->SetPointError(ip, 0., n2 ? eff*TMath::Sqrt(1./n1+1./n2) : 0.);
 461   }
 462 }
 463
 464 //____________________________________________________________________
 465 void AliTRDcheckESD::PrintStatus(ULong_t status)
 466 {
 467 // Dump track status to stdout
 468
 469   printf("ITS[i(%d) o(%d) r(%d)] TPC[i(%d) o(%d) r(%d) p(%d)] TRD[i(%d) o(%d) r(%d) p(%d) s(%d)] HMPID[o(%d) p(%d)]\n"
 470     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kITSin)
 471     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kITSout)
 472     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kITSrefit)
 473     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTPCin)
 474     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTPCout)
 475     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTPCrefit)
 476     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTPCpid)
 477     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTRDin)
 478     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTRDout)
 479     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTRDrefit)
 480     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTRDpid)
 481     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kTRDStop)
 482     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kHMPIDout)
 483     ,Bool_t(status & AliESDtrack::kHMPIDpid)
 484   );
 485 }
 486