PWG1/TRD/AliTRDpidRefMakerLQ.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 /* $Id: AliTRDpidRefMakerLQ.cxx 34163 2009-08-07 11:28:51Z cblume $ */
  17
  18 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  19 //
  20 //
  21 //  TRD calibration class for building reference data for PID
  22 //  - 2D reference histograms (responsible A.Bercuci)
  23 //  - 3D reference histograms (not yet implemented) (responsible A.Bercuci)
  24 //
  25 //   Origin
  26 //   Alex Bercuci  (A.Bercuci@gsi.de)
  27 //
  28 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  29
  30 #include <TSystem.h>
  31 #include <TROOT.h>
  32 #include <TFile.h>
  33 #include <TTree.h>
  34 #include <TMath.h>
  35 #include <TEventList.h>
  36 #include <TH2D.h>
  37 #include <TH2I.h>
  38 #include <TCanvas.h>
  39
  40 #include "AliLog.h"
  41 #include "../STAT/TKDPDF.h"
  42 #include "../STAT/TKDInterpolator.h"
  43 #include "AliTRDpidRefMakerLQ.h"
  44 #include "Cal/AliTRDCalPID.h"
  45 #include "Cal/AliTRDCalPIDLQ.h"
  46 #include "AliTRDseedV1.h"
  47 #include "AliTRDcalibDB.h"
  48 #include "AliTRDgeometry.h"
  49 #include "info/AliTRDpidInfo.h"
  50
  51 ClassImp(AliTRDpidRefMakerLQ)
  52
  53 //__________________________________________________________________
  54 AliTRDpidRefMakerLQ::AliTRDpidRefMakerLQ()
  55   : AliTRDpidRefMaker("PIDrefMakerLQ", "PID(LQ) Reference Maker")
  56   , fPDF(NULL)
  57 {
  58   //
  59   // AliTRDpidRefMakerLQ default constructor
  60   //
  61   DefineOutput(2, TObjArray::Class());
  62 }
  63
  64 //__________________________________________________________________
  65 AliTRDpidRefMakerLQ::~AliTRDpidRefMakerLQ()
  66 {
  67   //
  68   // AliTRDCalPIDQRef destructor
  69   //
  70   if(fPDF){
  71     fPDF->Write("PDF_LQ", TObject::kSingleKey);
  72     fPDF->Delete();
  73     delete fPDF;
  74   }
  75 }
  76
  77 // //________________________________________________________________________
  78 void AliTRDpidRefMakerLQ::CreateOutputObjects()
  79 {
  80   // Create histograms
  81   // Called once
  82
  83   //OpenFile(0, "RECREATE");
  84   fContainer = Histos();
  85
  86   OpenFile(2, "RECREATE");
  87   fPDF = new TObjArray(AliTRDCalPIDLQ::GetNrefs());
  88   fPDF->SetOwner();fPDF->SetName("PDF_LQ");
  89 }
  90
  91
  92 //__________________________________________________________________
  93 TObjArray* AliTRDpidRefMakerLQ::Histos()
  94 {
  95   // Create histograms
  96
  97   if(fContainer) return fContainer;
  98
  99   fContainer = new TObjArray(2*AliTRDCalPID::kNMom);
 100   //fContainer->SetOwner(kTRUE);
 101   //fContainer->SetName(Form("Moni%s", GetName()));
 102
 103   // save dE/dx references
 104   TH1 *h(NULL);
 105   for(Int_t ip=AliTRDCalPID::kNMom; ip--;){
 106     TObjArray *arr = new TObjArray(2*AliPID::kSPECIES);
 107     arr->SetName(Form("Pbin%02d", ip)); arr->SetOwner();
 108     for(Int_t is=AliPID::kSPECIES; is--;) {
 109       h = new TH1D(Form("h1%s%d", AliPID::ParticleShortName(is), ip), Form("1D %s @ Pbin[%d]", AliPID::ParticleName(is), ip), 50, 7., 12.);
 110       h->GetXaxis()->SetTitle("log(dE/dx) [au]");
 111       h->GetYaxis()->SetTitle("#");
 112       h->SetLineColor(AliTRDCalPIDLQ::GetPartColor(is));
 113       arr->AddAt(h, is);
 114     }
 115     for(Int_t is=AliPID::kSPECIES; is--;) {
 116       h = new TH2D(Form("h2%s%d", AliPID::ParticleShortName(is), ip), Form("2D %s @ Pbin[%d]", AliPID::ParticleName(is), ip), 50, 7., 12., 50, 6.5, 11.);
 117       h->GetXaxis()->SetTitle("log(dE/dx_{am}) [au]");
 118       h->GetYaxis()->SetTitle("log(dE/dx_{dr}) [au]");
 119       h->GetZaxis()->SetTitle("#");
 120       arr->AddAt(h, AliPID::kSPECIES+is);
 121     }
 122     fContainer->AddAt(arr, ip);
 123   }
 124   fNRefFigures=AliTRDCalPID::kNMom;
 125   return fContainer;
 126 }
 127
 128
 129 //__________________________________________________________________
 130 TObject* AliTRDpidRefMakerLQ::GetOCDBEntry(Option_t */*opt*/)
 131 {
 132 // Steer loading of OCDB LQ PID
 133
 134   if(gSystem->AccessPathName(Form("TRD.Calib%s.root", GetName()), kReadPermission)){
 135     AliError(Form("File TRD.Calib%s.root not readable", GetName()));
 136     return NULL;
 137   }
 138   AliTRDCalPIDLQ *cal = new AliTRDCalPIDLQ("pidLQ", "LQ TRD PID object");
 139   cal->LoadReferences(Form("TRD.Calib%s.root", GetName()));
 140   return cal;
 141 }
 142
 143 //__________________________________________________________________
 144 Bool_t AliTRDpidRefMakerLQ::GetRefFigure(Int_t ifig)
 145 {
 146 // Steering reference picture
 147
 148   if(ifig<0 || ifig>=fNRefFigures){
 149     AliError("Ref fig requested outside definition.");
 150     return kFALSE;
 151   }
 152   if(!gPad){
 153     AliWarning("Please provide a canvas to draw results.");
 154     return kFALSE;
 155   }
 156
 157   TObjArray *arr(NULL);TList *l(NULL);TH1 *h(NULL);
 158   if(!(arr = (TObjArray*)fContainer->At(ifig))){
 159     AliError(Form("PDF container @ pBin[%d] missing.", ifig));
 160     return kFALSE;
 161   }
 162   gPad->Divide(5, 2, 1.e-5, 1.e-5);l=gPad->GetListOfPrimitives();
 163   for(Int_t is=0; is<AliPID::kSPECIES; is++){
 164     ((TVirtualPad*)l->At(is))->cd();
 165     if(!(h=(TH1*)arr->At(is))){
 166       AliError(Form("1D for %s @ pBin[%d] missing.", AliPID::ParticleShortName(is), ifig));
 167       return kFALSE;
 168     }
 169     h->GetYaxis()->SetRangeUser(0., 1.2);
 170     h->Draw("l");
 171
 172     ((TVirtualPad*)l->At(AliPID::kSPECIES+is))->cd();
 173     if(!(h=(TH1*)arr->At(AliPID::kSPECIES+is))){
 174       AliError(Form("2D for %s @ pBin[%d] missing.", AliPID::ParticleShortName(is), ifig));
 175       return kFALSE;
 176     }
 177     h->Draw("cont4z");
 178   }
 179
 180   return kTRUE;
 181 }
 182
 183
 184 //________________________________________________________________________
 185 Bool_t AliTRDpidRefMakerLQ::Load(const Char_t */*fname*/)
 186 {
 187   const Char_t *name("PIDrefMaker");
 188   if(gSystem->AccessPathName(Form("TRD.Calib%s.root", name), kReadPermission)){
 189     AliError(Form("File TRD.Calib%s.root not readable", name));
 190     return kFALSE;
 191   }
 192   if(!TFile::Open(Form("TRD.Calib%s.root", name))){
 193     AliError(Form("File TRD.Calib%s.root corrupted", name));
 194     return kFALSE;
 195   }
 196   if (!(fData = dynamic_cast<TTree*>(gFile->Get(name)))) {
 197     AliError(Form("Tree %s not available", name));
 198     return kFALSE;
 199   }
 200   LinkPIDdata();
 201
 202   TObjArray *o(NULL);
 203 /*  if(!(o = (TObjArray*)gFile->Get(Form("Moni%s", GetName())))){
 204     AliWarning(Form("Monitor container Moni%s not available.", name));
 205     return kFALSE;
 206   }
 207   fContainer = (TObjArray*)o->Clone("monitor");
 208   fNRefFigures=AliTRDCalPID::kNMom;
 209 */
 210   // temporary until new calibration data are being produced
 211   Histos();
 212
 213
 214   if(!TFile::Open(Form("TRD.Calib%s.root", GetName()), "UPDATE")){
 215     AliError(Form("File TRD.Calib%s.root corrupted", GetName()));
 216     return kFALSE;
 217   }
 218   if(!(o = (TObjArray*)gFile->Get(Form("PDF_LQ")))) {
 219     AliInfo("PDF container not available. Create.");
 220     fPDF = new TObjArray(AliTRDCalPIDLQ::GetNrefs());
 221     fPDF->SetOwner();fPDF->SetName("PDF_LQ");
 222   } else fPDF = (TObjArray*)o->Clone("PDF_LQ");
 223
 224   return kTRUE;
 225 }
 226
 227
 228 //________________________________________________________________________
 229 void AliTRDpidRefMakerLQ::Exec(Option_t */*opt*/)
 230 {
 231 // Load PID data into local data storage
 232
 233   AliTRDpidInfo *pid(NULL);
 234   const AliTRDpidInfo::AliTRDpidData *data(NULL);
 235   Char_t s(-1);
 236   for(Int_t itrk=fInfo->GetEntriesFast(); itrk--;){
 237     if(!(pid=(AliTRDpidInfo*)fInfo->At(itrk))) continue;
 238     if((s=pid->GetPID())<0) continue;
 239     for(Int_t itrklt=pid->GetNtracklets();itrklt--;){
 240       data=pid->GetData(itrklt);
 241       Int_t ip(data->Momentum());
 242
 243
 244       Double_t dedx[] = {0., 0.};
 245       if(!AliTRDCalPIDLQ::CookdEdx(data->fdEdx, dedx)) continue;
 246       ((TH2*)((TObjArray*)fContainer->At(ip))->At(s+Int_t(AliPID::kSPECIES)))->Fill(dedx[0], dedx[1]);
 247       AliTRDCalPIDLQ::CookdEdx(data->fdEdx, dedx, kFALSE);
 248       ((TH1*)((TObjArray*)fContainer->At(ip))->At(s))->Fill(dedx[0]);
 249     }
 250   }
 251
 252   PostData(0, fContainer);
 253   PostData(2, fPDF);
 254 }
 255
 256
 257 //________________________________________________________________________
 258 Bool_t AliTRDpidRefMakerLQ::PostProcess()
 259 {
 260 // Analyse merged dedx = f(p) distributions.
 261 //   - select momentum - species bins
 262 //   - rotate to principal components
 263 //   - locally interpolate with TKDPDF
 264 //   - save interpolation to monitoring histograms
 265 //   - write pdf to file for loading to OCDB
 266 //
 267
 268   TCanvas *fMonitor(NULL);
 269   // allocate working storage
 270   const Int_t kWS(AliPID::kSPECIES*AliTRDCalPID::kNMom);
 271   Float_t *data[2*kWS], *data1D[kWS];
 272   for(Int_t i(0); i<kWS; i++){
 273     data1D[i]   = new Float_t[kMaxStat];
 274     data[i]     = new Float_t[kMaxStat];
 275     data[kWS+i] = new Float_t[kMaxStat];
 276   }
 277   Int_t ndata[kWS]; memset(ndata, 0, kWS*sizeof(Int_t));
 278
 279   AliDebug(1, Form("Loading data[%d]", fData->GetEntries()));
 280   for(Int_t itrk=0; itrk < fData->GetEntries(); itrk++){
 281     if(!(fData->GetEntry(itrk))) continue;
 282     Int_t sbin(fPIDbin);
 283     for(Int_t ily=fPIDdataArray->fNtracklets; ily--;){
 284       Int_t pbin(fPIDdataArray->fData[ily].fPLbin & 0xf);
 285
 286       Double_t dedx[] = {0., 0.},
 287                dedx1D[] = {0., 0.};
 288       if(!AliTRDCalPIDLQ::CookdEdx(fPIDdataArray->fData[ily].fdEdx, dedx)) continue;
 289       AliTRDCalPIDLQ::CookdEdx(fPIDdataArray->fData[ily].fdEdx, dedx1D, kFALSE);
 290       Int_t idx=AliTRDCalPIDLQ::GetModelID(pbin,sbin);
 291       if(ndata[idx]==kMaxStat) continue;
 292
 293       // store data
 294       data1D[idx][ndata[idx]]   = dedx1D[0];
 295       data[idx][ndata[idx]]     = dedx[0];
 296       data[idx+kWS][ndata[idx]] = dedx[1];
 297       ndata[idx]++;
 298     }
 299   }
 300
 301   TKDPDF *pdf(NULL);
 302   Int_t in(0); Float_t par[6], *pp(NULL);
 303   for(Int_t ip=0;ip<AliTRDCalPID::kNMom;ip++){
 304     for(Int_t is=AliPID::kSPECIES; is--;) {
 305       // estimate bucket statistics
 306       Int_t idx(AliTRDCalPIDLQ::GetModelID(ip,is)),
 307             nb(kMinBuckets), // number of buckets
 308         ns((Int_t)(((Float_t)(ndata[idx]))/nb));    //statistics/bucket
 309
 310       AliDebug(2, Form("pBin[%d] sBin[%d] n[%d] ns[%d] nb[%d]", ip, is, ndata[idx], ns, nb));
 311       if(ns<Int_t(kMinStat)){
 312         AliWarning(Form("Not enough entries [%d] for %s[%d].", ndata[idx], AliPID::ParticleShortName(is), ip));
 313         continue;
 314       }
 315
 316       // build helper 1D PDF
 317       pdf = new TKDPDF(ndata[idx], 1, ns, &data1D[idx]);
 318       pdf->SetCOG(kFALSE);
 319       pdf->SetWeights();
 320       //pdf->SetStore();
 321       pdf->SetAlpha(15.);
 322       //pdf.GetStatus();
 323       fPDF->AddAt(pdf, idx);
 324       in=pdf->GetNTNodes(); pp=&par[0];
 325       while(in--){
 326         const TKDNodeInfo *nn = pdf->GetNodeInfo(in);
 327         nn->GetCOG(pp);
 328         Double_t p(par[0]),r,e;
 329         pdf->Eval(&p,r,e,1);
 330       }
 331
 332       // build helper 2D PDF
 333       Float_t *ldata[2]={data[idx], data[kWS+idx]};
 334       pdf = new TKDPDF(ndata[idx], 2, ns, ldata);
 335       pdf->SetCOG(kFALSE);
 336       pdf->SetWeights();
 337       //pdf->SetStore();
 338       pdf->SetAlpha(5.);
 339       //pdf.GetStatus();
 340       fPDF->AddAt(pdf, AliTRDCalPIDLQ::GetModelID(ip,is, 2));
 341       in=pdf->GetNTNodes(); pp=&par[0];
 342       while(in--){
 343         const TKDNodeInfo *nn = pdf->GetNodeInfo(in);
 344         nn->GetCOG(pp);
 345         Double_t p[] = {par[0], par[1]}, r,e;
 346         pdf->Eval(p,r,e,1);
 347       }
 348 /*
 349       Int_t nnodes = pdf.GetNTNodes(),
 350             nside = Int_t(0.05*nnodes),
 351             nzeros = 4*(nside+1);
 352       printf("nnodes[%d] nside[%d] nzeros[%d]\n", nnodes, nside, nzeros);
 353
 354
 355       // Build interpolator on the pdf skeleton
 356       TKDInterpolator interpolator(2, nnodes+nzeros);
 357       for(Int_t in=nnodes; in--;)
 358         interpolator.SetNode(in, *pdf.GetNodeInfo(in));
 359       TKDNodeInfo *nodes = new TKDNodeInfo[nzeros], *node = &nodes[0];
 360       Float_t ax0min, ax0max, ax1min, ax1max;
 361       pdf.GetRange(0, ax0min, ax0max); Float_t dx = (ax0max-ax0min)/nside;
 362       pdf.GetRange(1, ax1min, ax1max); Float_t dy = (ax1max-ax1min)/nside;
 363       printf("x=[%f %f] y[%f %f]\n", ax0min, ax0max, ax1min, ax1max);
 364
 365       Int_t jn = nnodes;
 366       SetZeroes(&interpolator, node, nside, jn, ax0min, dx, ax1min, -dy, 'x');
 367       SetZeroes(&interpolator, node, nside, jn, ax1min, dy, ax0max, dx, 'y');
 368       SetZeroes(&interpolator, node, nside, jn, ax0max,-dx, ax1max, dy, 'x');
 369       SetZeroes(&interpolator, node, nside, jn ,ax1max, -dy, ax0min, -dx, 'y');
 370       delete [] nodes;
 371       Int_t in=nnodes; Float_t par[6], *pp=&par[0];
 372       while(in--){
 373         const TKDNodeInfo *nn = interpolator.GetNodeInfo(in);
 374         nn->GetCOG(pp);
 375         //printf("evaluate for node[%d] @ [%f %f]\n",in, par[0], par[1]);
 376         Double_t p[] = {par[0], par[1]}, r,e;
 377         interpolator.Eval(p,r,e,1);
 378       }
 379 */
 380
 381       // visual on-line monitoring
 382       if(HasOnlineMonitor()){
 383         if(!fMonitor) fMonitor = new TCanvas("cc", "PDF 2D LQ", 500, 500);
 384         pdf->DrawProjection();
 385         fMonitor->Modified(); fMonitor->Update();
 386         fMonitor->SaveAs(Form("pdf_%s%02d.gif", AliPID::ParticleShortName(is), ip));
 387       }
 388
 389       //fContainer->ls();
 390       // save a discretization of the PDF for result monitoring
 391       Double_t rxy[]={0.,0.};
 392       TH2 *h2s = (TH2D*)((TObjArray*)fContainer->At(ip))->At(AliPID::kSPECIES+is);
 393       TAxis *ax = h2s->GetXaxis(), *ay = h2s->GetYaxis();
 394       h2s->Clear();
 395       for(int ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 396         rxy[0] = ax->GetBinCenter(ix);
 397         for(int iy=1; iy<=ay->GetNbins(); iy++){
 398           rxy[1] = ay->GetBinCenter(iy);
 399
 400           Double_t rr,ee;
 401           pdf->Eval(rxy, rr, ee, kFALSE);
 402           if(rr<0. || ee/rr>.15) continue; // 15% relative error
 403           //printf("x[%2d] x[%2d] r[%f] e[%f]\n", ix, iy, rr, ee);
 404           h2s->SetBinContent(ix, iy, rr);
 405         }
 406       }
 407
 408       pdf=dynamic_cast<TKDPDF*>(fPDF->At(idx));
 409       TH1 *h1 = (TH1D*)((TObjArray*)fContainer->At(ip))->At(is);
 410       ax = h1->GetXaxis();
 411       h1->Clear();
 412       for(int ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 413         rxy[0] = ax->GetBinCenter(ix);
 414
 415         Double_t rr,ee;
 416         pdf->Eval(rxy, rr, ee, kFALSE);
 417         if(rr<0. || ee/rr>.15) continue; // 15% relative error
 418         //printf("x[%2d] x[%2d] r[%f] e[%f]\n", ix, iy, rr, ee);
 419         h1->SetBinContent(ix, rr);
 420       }
 421     }
 422   }
 423   for(Int_t i(0); i<kWS; i++){
 424     delete [] data1D[i];
 425     delete [] data[i];
 426     delete [] data[i+kWS];
 427   }
 428   return kTRUE;
 429 }
 430
 431
 432 //__________________________________________________________________
 433 void AliTRDpidRefMakerLQ::SetZeroes(TKDInterpolator *interpolator, TKDNodeInfo *node, Int_t n, Int_t& idx, Float_t x, Float_t dx, Float_t y, Float_t dy, const Char_t opt)
 434 {
 435 // Set extra nodes to ensure boundary conditions
 436
 437   printf("SetZeroes(%c)\n", opt);
 438   Float_t par[6], val[] = {0., 1.};
 439   Int_t a[6];
 440   if(opt=='x'){
 441     a[0]=0; a[1]=1; a[2]=2; a[3]=3; a[4]=4; a[5]=5;
 442   } else if(opt=='y'){
 443     a[0]=1; a[1]=0; a[2]=4; a[3]=5; a[4]=2; a[5]=3;
 444   } else return;
 445   Float_t tmp;
 446   par[a[1]] = y;
 447   par[a[4]] = y; par[a[5]] = y+dy;
 448   if(dy<0.){tmp=par[a[4]]; par[a[4]]=par[a[5]]; par[a[5]]=tmp;}
 449   for(Int_t in=n; in--; node++, idx++, x+=dx){
 450     par[a[0]] = x+.5*dx;
 451     par[a[2]] = x;  par[a[3]] = x+dx;
 452     if(dx<0.){tmp=par[a[2]]; par[a[2]]=par[a[3]]; par[a[3]]=tmp;}
 453     node->SetNode(2, par, val);
 454     printf("\n\tnode[%d]\n", idx); node->Print();
 455     interpolator->SetNode(idx, *node);
 456   }
 457   par[a[0]] = x;
 458   par[a[2]] = x;  par[a[3]] = x+dx;
 459   if(dx<0.){tmp=par[a[2]]; par[a[2]]=par[a[3]]; par[a[3]]=tmp;}
 460   node->SetNode(2, par, val);
 461   printf("\n\tnode[%d]\n", idx); node->Print();
 462   interpolator->SetNode(idx, *node);node++;idx++;
 463 }
 464