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()
  56   , fPDF(NULL)
  57 {
  58   //
  59   // AliTRDpidRefMakerLQ default constructor
  60   //
  61   SetNameTitle("refMakerLQ", "PID(LQ) Reference Maker");
  62 }
  63
  64 //__________________________________________________________________
  65 AliTRDpidRefMakerLQ::AliTRDpidRefMakerLQ(const char *name)
  66   : AliTRDpidRefMaker(name, "PID(LQ) Reference Maker")
  67   , fPDF(NULL)
  68 {
  69   //
  70   // AliTRDpidRefMakerLQ default constructor
  71   //
  72   DefineOutput(3, TObjArray::Class());
  73 }
  74
  75 //__________________________________________________________________
  76 AliTRDpidRefMakerLQ::~AliTRDpidRefMakerLQ()
  77 {
  78   //
  79   // AliTRDCalPIDQRef destructor
  80   //
  81   if(fPDF){
  82     //fPDF->Write("PDF_LQ", TObject::kSingleKey);
  83     fPDF->Delete();
  84     delete fPDF;
  85   }
  86 }
  87
  88 // //________________________________________________________________________
  89 void AliTRDpidRefMakerLQ::UserCreateOutputObjects()
  90 {
  91   // Create histograms
  92   // Called once
  93
  94   AliTRDpidRefMaker::UserCreateOutputObjects();
  95   fContainer = Histos();
  96
  97   OpenFile(2, "RECREATE");
  98   fPDF = new TObjArray(AliTRDCalPIDLQ::GetNrefs());
  99   fPDF->SetOwner();fPDF->SetName("PDF_LQ");
 100 }
 101
 102
 103 //__________________________________________________________________
 104 TObjArray* AliTRDpidRefMakerLQ::Histos()
 105 {
 106   // Create histograms
 107
 108   if(!fContainer){
 109     AliError("Monitor histograms missing.");
 110     return NULL;
 111   }
 112   Int_t n(fContainer->GetEntriesFast());
 113
 114   // save dE/dx references
 115   TH1 *h(NULL);
 116   for(Int_t ip=AliTRDCalPID::kNMom; ip--;){
 117     TObjArray *arr = new TObjArray(2*AliPID::kSPECIES);
 118     arr->SetName(Form("Pbin%02d", ip)); arr->SetOwner();
 119     for(Int_t is=AliPID::kSPECIES; is--;) {
 120       h = new TH1D(Form("h1%s%d", AliPID::ParticleShortName(is), ip), Form("1D %s @ Pbin[%d]", AliPID::ParticleName(is), ip), 50, 7., 12.);
 121       h->GetXaxis()->SetTitle("log(dE/dx) [au]");
 122       h->GetYaxis()->SetTitle("#");
 123       h->SetLineColor(AliTRDCalPIDLQ::GetPartColor(is));
 124       arr->AddAt(h, is);
 125     }
 126     for(Int_t is=AliPID::kSPECIES; is--;) {
 127       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.);
 128       h->GetXaxis()->SetTitle("log(dE/dx_{am}) [au]");
 129       h->GetYaxis()->SetTitle("log(dE/dx_{dr}) [au]");
 130       h->GetZaxis()->SetTitle("#");
 131       arr->AddAt(h, AliPID::kSPECIES+is);
 132     }
 133     fContainer->AddAt(arr, n+ip);
 134   }
 135   fNRefFigures+=AliTRDCalPID::kNMom;
 136   return fContainer;
 137 }
 138
 139
 140 //__________________________________________________________________
 141 TObject* AliTRDpidRefMakerLQ::GetOCDBEntry(Option_t */*opt*/)
 142 {
 143 // Steer loading of OCDB LQ PID
 144
 145   if(gSystem->AccessPathName(Form("TRD.Calib%s.root", GetName()), kReadPermission)){
 146     AliError(Form("File TRD.Calib%s.root not readable", GetName()));
 147     return NULL;
 148   }
 149   AliTRDCalPIDLQ *cal = new AliTRDCalPIDLQ("pidLQ", "LQ TRD PID object");
 150   cal->LoadReferences(Form("TRD.Calib%s.root", GetName()));
 151   return cal;
 152 }
 153
 154 //__________________________________________________________________
 155 Bool_t AliTRDpidRefMakerLQ::GetRefFigure(Int_t ifig)
 156 {
 157 // Steering reference picture
 158
 159   if(ifig<0 || ifig>=fNRefFigures){
 160     AliError("Ref fig requested outside definition.");
 161     return kFALSE;
 162   }
 163   if(!gPad){
 164     AliWarning("Please provide a canvas to draw results.");
 165     return kFALSE;
 166   }
 167
 168   TObjArray *arr(NULL);TList *l(NULL);TH1 *h(NULL);
 169   if(!(arr = (TObjArray*)fContainer->At(ifig))){
 170     AliError(Form("PDF container @ pBin[%d] missing.", ifig));
 171     return kFALSE;
 172   }
 173   gPad->Divide(5, 2, 1.e-5, 1.e-5);l=gPad->GetListOfPrimitives();
 174   for(Int_t is=0; is<AliPID::kSPECIES; is++){
 175     ((TVirtualPad*)l->At(is))->cd();
 176     if(!(h=(TH1*)arr->At(is))){
 177       AliError(Form("1D for %s @ pBin[%d] missing.", AliPID::ParticleShortName(is), ifig));
 178       return kFALSE;
 179     }
 180     h->GetYaxis()->SetRangeUser(0., 1.2);
 181     h->Draw("l");
 182
 183     ((TVirtualPad*)l->At(AliPID::kSPECIES+is))->cd();
 184     if(!(h=(TH1*)arr->At(AliPID::kSPECIES+is))){
 185       AliError(Form("2D for %s @ pBin[%d] missing.", AliPID::ParticleShortName(is), ifig));
 186       return kFALSE;
 187     }
 188     h->Draw("cont4z");
 189   }
 190
 191   return kTRUE;
 192 }
 193
 194
 195 //________________________________________________________________________
 196 Bool_t AliTRDpidRefMakerLQ::Load(const Char_t */*fname*/)
 197 {
 198   const Char_t *name("PIDrefMaker");
 199   if(gSystem->AccessPathName(Form("TRD.Calib%s.root", name), kReadPermission)){
 200     AliError(Form("File TRD.Calib%s.root not readable", name));
 201     return kFALSE;
 202   }
 203   if(!TFile::Open(Form("TRD.Calib%s.root", name))){
 204     AliError(Form("File TRD.Calib%s.root corrupted", name));
 205     return kFALSE;
 206   }
 207   if (!(fData = dynamic_cast<TTree*>(gFile->Get(name)))) {
 208     AliError(Form("Tree %s not available", name));
 209     return kFALSE;
 210   }
 211   LinkPIDdata();
 212
 213   TObjArray *o(NULL);
 214 /*  if(!(o = (TObjArray*)gFile->Get(Form("Moni%s", GetName())))){
 215     AliWarning(Form("Monitor container Moni%s not available.", name));
 216     return kFALSE;
 217   }
 218   fContainer = (TObjArray*)o->Clone("monitor");
 219   fNRefFigures=AliTRDCalPID::kNMom;
 220 */
 221   // temporary until new calibration data are being produced
 222   Histos();
 223
 224
 225   if(!TFile::Open(Form("TRD.Calib%s.root", GetName()), "UPDATE")){
 226     AliError(Form("File TRD.Calib%s.root corrupted", GetName()));
 227     return kFALSE;
 228   }
 229   if(!(o = (TObjArray*)gFile->Get(Form("PDF_LQ")))) {
 230     AliInfo("PDF container not available. Create.");
 231     fPDF = new TObjArray(AliTRDCalPIDLQ::GetNrefs());
 232     fPDF->SetOwner();fPDF->SetName("PDF_LQ");
 233   } else fPDF = (TObjArray*)o->Clone("PDF_LQ");
 234
 235   return kTRUE;
 236 }
 237
 238
 239 //________________________________________________________________________
 240 void AliTRDpidRefMakerLQ::UserExec(Option_t */*opt*/)
 241 {
 242 // Load PID data into local data storage
 243
 244   AliTRDpidInfo *pid(NULL);
 245   const AliTRDpidInfo::AliTRDpidData *data(NULL);
 246   Char_t s(-1);
 247   for(Int_t itrk=fInfo->GetEntriesFast(); itrk--;){
 248     if(!(pid=(AliTRDpidInfo*)fInfo->At(itrk))) continue;
 249     if((s=pid->GetPID())<0) continue;
 250     for(Int_t itrklt=pid->GetNtracklets();itrklt--;){
 251       data=pid->GetData(itrklt);
 252       Int_t ip(data->Momentum());
 253
 254
 255       Double_t dedx[] = {0., 0.};
 256       if(!AliTRDCalPIDLQ::CookdEdx(data->fdEdx, dedx)) continue;
 257       ((TH2*)((TObjArray*)fContainer->At(ip))->At(s+Int_t(AliPID::kSPECIES)))->Fill(dedx[0], dedx[1]);
 258       AliTRDCalPIDLQ::CookdEdx(data->fdEdx, dedx, kFALSE);
 259       ((TH1*)((TObjArray*)fContainer->At(ip))->At(s))->Fill(dedx[0]);
 260     }
 261   }
 262
 263   PostData(1, fContainer);
 264   PostData(3, fPDF);
 265 }
 266
 267
 268 //________________________________________________________________________
 269 Bool_t AliTRDpidRefMakerLQ::PostProcess()
 270 {
 271 // Analyse merged dedx = f(p) distributions.
 272 //   - select momentum - species bins
 273 //   - rotate to principal components
 274 //   - locally interpolate with TKDPDF
 275 //   - save interpolation to monitoring histograms
 276 //   - write pdf to file for loading to OCDB
 277 //
 278
 279   TCanvas *fMonitor(NULL);
 280   // allocate working storage
 281   const Int_t kWS(AliPID::kSPECIES*AliTRDCalPID::kNMom);
 282   Float_t *data[2*kWS], *data1D[kWS];
 283   for(Int_t i(0); i<kWS; i++){
 284     data1D[i]   = new Float_t[kMaxStat];
 285     data[i]     = new Float_t[kMaxStat];
 286     data[kWS+i] = new Float_t[kMaxStat];
 287   }
 288   Int_t ndata[kWS]; memset(ndata, 0, kWS*sizeof(Int_t));
 289
 290   AliDebug(1, Form("Loading data[%d]", fData->GetEntries()));
 291   for(Int_t itrk=0; itrk < fData->GetEntries(); itrk++){
 292     if(!(fData->GetEntry(itrk))) continue;
 293     Int_t sbin(fPIDbin);
 294     for(Int_t ily=fPIDdataArray->fNtracklets; ily--;){
 295       Int_t pbin(fPIDdataArray->fData[ily].fPLbin & 0xf);
 296
 297       Double_t dedx[] = {0., 0.},
 298                dedx1D[] = {0., 0.};
 299       if(!AliTRDCalPIDLQ::CookdEdx(fPIDdataArray->fData[ily].fdEdx, dedx)) continue;
 300       AliTRDCalPIDLQ::CookdEdx(fPIDdataArray->fData[ily].fdEdx, dedx1D, kFALSE);
 301       Int_t idx=AliTRDCalPIDLQ::GetModelID(pbin,sbin);
 302       if(ndata[idx]==kMaxStat) continue;
 303
 304       // store data
 305       data1D[idx][ndata[idx]]   = dedx1D[0];
 306       data[idx][ndata[idx]]     = dedx[0];
 307       data[idx+kWS][ndata[idx]] = dedx[1];
 308       ndata[idx]++;
 309     }
 310   }
 311
 312   TKDPDF *pdf(NULL);
 313   Int_t in(0); Float_t par[6], *pp(NULL);
 314   for(Int_t ip=0;ip<AliTRDCalPID::kNMom;ip++){
 315     for(Int_t is=AliPID::kSPECIES; is--;) {
 316       // estimate bucket statistics
 317       Int_t idx(AliTRDCalPIDLQ::GetModelID(ip,is)),
 318             nb(kMinBuckets), // number of buckets
 319         ns((Int_t)(((Float_t)(ndata[idx]))/nb));    //statistics/bucket
 320
 321       AliDebug(2, Form("pBin[%d] sBin[%d] n[%d] ns[%d] nb[%d]", ip, is, ndata[idx], ns, nb));
 322       if(ns<Int_t(kMinStat)){
 323         AliWarning(Form("Not enough entries [%d] for %s[%d].", ndata[idx], AliPID::ParticleShortName(is), ip));
 324         continue;
 325       }
 326
 327       // build helper 1D PDF
 328       pdf = new TKDPDF(ndata[idx], 1, ns, &data1D[idx]);
 329       pdf->SetCOG(kFALSE);
 330       pdf->SetWeights();
 331       //pdf->SetStore();
 332       pdf->SetAlpha(15.);
 333       //pdf.GetStatus();
 334       fPDF->AddAt(pdf, idx);
 335       in=pdf->GetNTNodes(); pp=&par[0];
 336       while(in--){
 337         const TKDNodeInfo *nn = pdf->GetNodeInfo(in);
 338         nn->GetCOG(pp);
 339         Double_t p(par[0]),r,e;
 340         pdf->Eval(&p,r,e,1);
 341       }
 342
 343       // build helper 2D PDF
 344       Float_t *ldata[2]={data[idx], data[kWS+idx]};
 345       pdf = new TKDPDF(ndata[idx], 2, ns, ldata);
 346       pdf->SetCOG(kFALSE);
 347       pdf->SetWeights();
 348       //pdf->SetStore();
 349       pdf->SetAlpha(5.);
 350       //pdf.GetStatus();
 351       fPDF->AddAt(pdf, AliTRDCalPIDLQ::GetModelID(ip,is, 2));
 352       in=pdf->GetNTNodes(); pp=&par[0];
 353       while(in--){
 354         const TKDNodeInfo *nn = pdf->GetNodeInfo(in);
 355         nn->GetCOG(pp);
 356         Double_t p[] = {par[0], par[1]}, r,e;
 357         pdf->Eval(p,r,e,1);
 358       }
 359 /*
 360       Int_t nnodes = pdf.GetNTNodes(),
 361             nside = Int_t(0.05*nnodes),
 362             nzeros = 4*(nside+1);
 363       printf("nnodes[%d] nside[%d] nzeros[%d]\n", nnodes, nside, nzeros);
 364
 365
 366       // Build interpolator on the pdf skeleton
 367       TKDInterpolator interpolator(2, nnodes+nzeros);
 368       for(Int_t in=nnodes; in--;)
 369         interpolator.SetNode(in, *pdf.GetNodeInfo(in));
 370       TKDNodeInfo *nodes = new TKDNodeInfo[nzeros], *node = &nodes[0];
 371       Float_t ax0min, ax0max, ax1min, ax1max;
 372       pdf.GetRange(0, ax0min, ax0max); Float_t dx = (ax0max-ax0min)/nside;
 373       pdf.GetRange(1, ax1min, ax1max); Float_t dy = (ax1max-ax1min)/nside;
 374       printf("x=[%f %f] y[%f %f]\n", ax0min, ax0max, ax1min, ax1max);
 375
 376       Int_t jn = nnodes;
 377       SetZeroes(&interpolator, node, nside, jn, ax0min, dx, ax1min, -dy, 'x');
 378       SetZeroes(&interpolator, node, nside, jn, ax1min, dy, ax0max, dx, 'y');
 379       SetZeroes(&interpolator, node, nside, jn, ax0max,-dx, ax1max, dy, 'x');
 380       SetZeroes(&interpolator, node, nside, jn ,ax1max, -dy, ax0min, -dx, 'y');
 381       delete [] nodes;
 382       Int_t in=nnodes; Float_t par[6], *pp=&par[0];
 383       while(in--){
 384         const TKDNodeInfo *nn = interpolator.GetNodeInfo(in);
 385         nn->GetCOG(pp);
 386         //printf("evaluate for node[%d] @ [%f %f]\n",in, par[0], par[1]);
 387         Double_t p[] = {par[0], par[1]}, r,e;
 388         interpolator.Eval(p,r,e,1);
 389       }
 390 */
 391
 392       // visual on-line monitoring
 393       if(HasOnlineMonitor()){
 394         if(!fMonitor) fMonitor = new TCanvas("cc", "PDF 2D LQ", 500, 500);
 395         pdf->DrawProjection();
 396         fMonitor->Modified(); fMonitor->Update();
 397         fMonitor->SaveAs(Form("pdf_%s%02d.gif", AliPID::ParticleShortName(is), ip));
 398       }
 399
 400       //fContainer->ls();
 401       // save a discretization of the PDF for result monitoring
 402       Double_t rxy[]={0.,0.};
 403       TH2 *h2s = (TH2D*)((TObjArray*)fContainer->At(ip))->At(AliPID::kSPECIES+is);
 404       TAxis *ax = h2s->GetXaxis(), *ay = h2s->GetYaxis();
 405       h2s->Clear();
 406       for(int ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 407         rxy[0] = ax->GetBinCenter(ix);
 408         for(int iy=1; iy<=ay->GetNbins(); iy++){
 409           rxy[1] = ay->GetBinCenter(iy);
 410
 411           Double_t rr,ee;
 412           pdf->Eval(rxy, rr, ee, kFALSE);
 413           if(rr<0. || ee/rr>.15) continue; // 15% relative error
 414           //printf("x[%2d] x[%2d] r[%f] e[%f]\n", ix, iy, rr, ee);
 415           h2s->SetBinContent(ix, iy, rr);
 416         }
 417       }
 418
 419       pdf=dynamic_cast<TKDPDF*>(fPDF->At(idx));
 420       TH1 *h1 = (TH1D*)((TObjArray*)fContainer->At(ip))->At(is);
 421       ax = h1->GetXaxis();
 422       h1->Clear();
 423       for(int ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 424         rxy[0] = ax->GetBinCenter(ix);
 425
 426         Double_t rr,ee;
 427         pdf->Eval(rxy, rr, ee, kFALSE);
 428         if(rr<0. || ee/rr>.15) continue; // 15% relative error
 429         //printf("x[%2d] x[%2d] r[%f] e[%f]\n", ix, iy, rr, ee);
 430         h1->SetBinContent(ix, rr);
 431       }
 432     }
 433   }
 434   for(Int_t i(0); i<kWS; i++){
 435     delete [] data1D[i];
 436     delete [] data[i];
 437     delete [] data[i+kWS];
 438   }
 439   return kTRUE;
 440 }
 441
 442
 443 //__________________________________________________________________
 444 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)
 445 {
 446 // Set extra nodes to ensure boundary conditions
 447
 448   printf("SetZeroes(%c)\n", opt);
 449   Float_t par[6], val[] = {0., 1.};
 450   Int_t a[6];
 451   if(opt=='x'){
 452     a[0]=0; a[1]=1; a[2]=2; a[3]=3; a[4]=4; a[5]=5;
 453   } else if(opt=='y'){
 454     a[0]=1; a[1]=0; a[2]=4; a[3]=5; a[4]=2; a[5]=3;
 455   } else return;
 456   Float_t tmp;
 457   par[a[1]] = y;
 458   par[a[4]] = y; par[a[5]] = y+dy;
 459   if(dy<0.){tmp=par[a[4]]; par[a[4]]=par[a[5]]; par[a[5]]=tmp;}
 460   for(Int_t in=n; in--; node++, idx++, x+=dx){
 461     par[a[0]] = x+.5*dx;
 462     par[a[2]] = x;  par[a[3]] = x+dx;
 463     if(dx<0.){tmp=par[a[2]]; par[a[2]]=par[a[3]]; par[a[3]]=tmp;}
 464     node->SetNode(2, par, val);
 465     printf("\n\tnode[%d]\n", idx); node->Print();
 466     interpolator->SetNode(idx, *node);
 467   }
 468   par[a[0]] = x;
 469   par[a[2]] = x;  par[a[3]] = x+dx;
 470   if(dx<0.){tmp=par[a[2]]; par[a[2]]=par[a[3]]; par[a[3]]=tmp;}
 471   node->SetNode(2, par, val);
 472   printf("\n\tnode[%d]\n", idx); node->Print();
 473   interpolator->SetNode(idx, *node);node++;idx++;
 474 }
 475