PWGPP/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 #include "AliAnalysisManager.h"
  51
  52 ClassImp(AliTRDpidRefMakerLQ)
  53
  54 //__________________________________________________________________
  55 AliTRDpidRefMakerLQ::AliTRDpidRefMakerLQ()
  56   : AliTRDpidRefMaker()
  57   ,fPDF(NULL)
  58 {
  59   //
  60   // AliTRDpidRefMakerLQ default constructor
  61   //
  62   SetNameTitle("TRDrefMakerLQ", "PID(LQ) Reference Maker");
  63 }
  64
  65 //__________________________________________________________________
  66 AliTRDpidRefMakerLQ::AliTRDpidRefMakerLQ(const char *name)
  67   : AliTRDpidRefMaker(name, "PID(LQ) Reference Maker")
  68   ,fPDF(NULL)
  69 {
  70   //
  71   // AliTRDpidRefMakerLQ default constructor
  72   //
  73   DefineOutput(3, TObjArray::Class());
  74 }
  75
  76 //__________________________________________________________________
  77 AliTRDpidRefMakerLQ::~AliTRDpidRefMakerLQ()
  78 {
  79   //
  80   // AliTRDCalPIDQRef destructor
  81   //
  82   if (AliAnalysisManager::GetAnalysisManager()->IsProofMode()) return;
  83   if(fPDF){
  84     //fPDF->Write("PDF_LQ", TObject::kSingleKey);
  85     fPDF->Delete();
  86     delete fPDF;
  87   }
  88 }
  89
  90 // //________________________________________________________________________
  91 void AliTRDpidRefMakerLQ::UserCreateOutputObjects()
  92 {
  93   // Create histograms
  94   // Called once
  95
  96   fContainer = Histos();
  97   PostData(1, fContainer);
  98
  99   //OpenFile(2, "RECREATE");
 100   fPDF = new TObjArray(AliTRDCalPIDLQ::GetNrefs());
 101   fPDF->SetOwner();fPDF->SetName("PDF_LQ");
 102   PostData(3, fPDF);
 103 }
 104
 105
 106 //__________________________________________________________________
 107 TObjArray* AliTRDpidRefMakerLQ::Histos()
 108 {
 109   // Create histograms
 110
 111   if(fContainer) return fContainer;
 112   fContainer  = new TObjArray(AliTRDCalPID::kNMom);
 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, 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 *file, const Char_t *dir)
 197 {
 198 // Load tree with data in case of detached PostProcess processing.
 199
 200   if(gSystem->AccessPathName(file, kReadPermission)){
 201     AliError(Form("File %s not readable", file));
 202     return kFALSE;
 203   }
 204   if(!TFile::Open(file)) {
 205     AliError(Form("File %s corrupted", file));
 206     return kFALSE;
 207   }
 208   if(!gFile->cd(dir)){
 209     AliWarning(Form("Couldn't cd to %s in %s.", dir, file));
 210     return kFALSE;
 211   }
 212   if (!(fData = dynamic_cast<TTree*>(gDirectory->Get("PIDrefMaker")))) {
 213     AliError("PIDref Tree not available");
 214     return kFALSE;
 215   }
 216   LinkPIDdata();
 217
 218   TObjArray *o(NULL);
 219 /*  if(!(o = (TObjArray*)gFile->Get(Form("Moni%s", GetName())))){
 220     AliWarning(Form("Monitor container Moni%s not available.", name));
 221     return kFALSE;
 222   }
 223   fContainer = (TObjArray*)o->Clone("monitor");
 224   fNRefFigures=AliTRDCalPID::kNMom;
 225 */
 226   // temporary until new calibration data are being produced
 227   Histos();
 228
 229
 230   if(!TFile::Open(Form("TRD.Calib%s.root", GetName()), "UPDATE")){
 231     AliError(Form("File TRD.Calib%s.root corrupted", GetName()));
 232     return kFALSE;
 233   }
 234   if(!(o = (TObjArray*)gFile->Get(Form("PDF_LQ")))) {
 235     AliInfo("PDF container not available. Create.");
 236     fPDF = new TObjArray(AliTRDCalPIDLQ::GetNrefs());
 237     fPDF->SetOwner();fPDF->SetName("PDF_LQ");
 238   } else fPDF = (TObjArray*)o->Clone("PDF_LQ");
 239
 240   return kTRUE;
 241 }
 242
 243 #include "AliAnalysisManager.h"
 244 //________________________________________________________________________
 245 void AliTRDpidRefMakerLQ::UserExec(Option_t */*opt*/)
 246 {
 247 // Process pid info data array
 248 // The tasks have also access to the following containers which, for the time being, are not used
 249 // fTracks = dynamic_cast<TObjArray*>(GetInputData(1))
 250 // fEvent  = dynamic_cast<AliTRDeventInfo*>(GetInputData(2))
 251 // fV0s    = dynamic_cast<TObjArray*>(GetInputData(3))
 252
 253   if(!(fInfo   = dynamic_cast<TObjArray*>(GetInputData(4)))){
 254     Int_t ev((Int_t)AliAnalysisManager::GetAnalysisManager()->GetCurrentEntry());
 255     AliDebug(3, Form("Missing pid info container in ev %d", ev));
 256     return;
 257   }
 258
 259   AliDebug(2, Form("ENTRIES pid[%d]\n", fInfo->GetEntriesFast()));
 260   AliTRDpidInfo *pid(NULL);
 261   const AliTRDpidInfo::AliTRDpidData *data(NULL);
 262   Char_t s(-1);
 263   for(Int_t itrk=fInfo->GetEntriesFast(); itrk--;){
 264     if(!(pid=(AliTRDpidInfo*)fInfo->At(itrk))) continue;
 265     if((s=pid->GetPID())<0) continue;
 266     for(Int_t itrklt=pid->GetNtracklets();itrklt--;){
 267       data=pid->GetData(itrklt);
 268       Int_t ip(data->Momentum());
 269
 270       Double_t dedx[] = {0., 0.};
 271       if(!AliTRDCalPIDLQ::CookdEdx(data->fdEdx, dedx)) continue;
 272       ((TH2*)((TObjArray*)fContainer->At(ip))->At(s+Int_t(AliPID::kSPECIES)))->Fill(dedx[0], dedx[1]);
 273       AliTRDCalPIDLQ::CookdEdx(data->fdEdx, dedx, kFALSE);
 274       ((TH1*)((TObjArray*)fContainer->At(ip))->At(s))->Fill(dedx[0]+dedx[1]);
 275     }
 276   }
 277 }
 278
 279
 280 //________________________________________________________________________
 281 Bool_t AliTRDpidRefMakerLQ::PostProcess()
 282 {
 283 // Analyse merged dedx = f(p) distributions.
 284 //   - select momentum - species bins
 285 //   - rotate to principal components
 286 //   - locally interpolate with TKDPDF
 287 //   - save interpolation to monitoring histograms
 288 //   - write pdf to file for loading to OCDB
 289 //
 290
 291   TCanvas *fMonitor(NULL);
 292   // allocate working storage
 293   const Int_t kWS(AliPID::kSPECIES*AliTRDCalPID::kNMom);
 294   Float_t *data[2*kWS], *data1D[kWS];
 295   for(Int_t i(0); i<kWS; i++){
 296     data1D[i]   = new Float_t[kMaxStat];
 297     data[i]     = new Float_t[kMaxStat];
 298     data[kWS+i] = new Float_t[kMaxStat];
 299   }
 300   Int_t ndata[kWS]; memset(ndata, 0, kWS*sizeof(Int_t));
 301
 302   AliDebug(1, Form("Loading %d entries.", (Int_t)fData->GetEntries()));
 303   for(Int_t itrk=0; itrk < fData->GetEntries(); itrk++){
 304     if(!(fData->GetEntry(itrk))) continue;
 305     Int_t sbin(fPIDdataArray->GetPID());
 306     for(Int_t itrklt=fPIDdataArray->GetNtracklets(); itrklt--;){
 307       Int_t pbin(fPIDdataArray->GetData(itrklt)->Momentum());
 308
 309       Double_t dedx[] = {0., 0.},
 310                dedx1D[] = {0., 0.};
 311       if(!AliTRDCalPIDLQ::CookdEdx(fPIDdataArray->GetData(itrklt)->fdEdx, dedx)) continue;
 312       AliTRDCalPIDLQ::CookdEdx(fPIDdataArray->GetData(itrklt)->fdEdx, dedx1D, kFALSE);
 313       Int_t idx=AliTRDCalPIDLQ::GetModelID(pbin,sbin);
 314       if(ndata[idx]==kMaxStat) continue;
 315
 316       // store data
 317       data1D[idx][ndata[idx]]   = dedx1D[0];
 318       data[idx][ndata[idx]]     = dedx[0];
 319       data[idx+kWS][ndata[idx]] = dedx[1];
 320       ndata[idx]++;
 321     }
 322   }
 323
 324   TKDPDF *pdf(NULL);
 325   Int_t in(0); Float_t par[6], *pp(NULL);
 326   for(Int_t ip=0;ip<AliTRDCalPID::kNMom;ip++){
 327     for(Int_t is=AliPID::kSPECIES; is--;) {
 328       // estimate bucket statistics
 329       Int_t idx(AliTRDCalPIDLQ::GetModelID(ip,is)),
 330             nb(kMinBuckets), // number of buckets
 331             ns((Int_t)(((Float_t)(ndata[idx]))/nb));    //statistics/bucket
 332
 333       AliDebug(2, Form("pBin[%d] sBin[%d] n[%d] ns[%d] nb[%d]", ip, is, ndata[idx], ns, nb));
 334       if(ns<Int_t(kMinStat)){
 335         AliWarning(Form("Not enough entries [%d] for %s[%d].", ndata[idx], AliPID::ParticleShortName(is), ip));
 336         continue;
 337       }
 338
 339       // build helper 1D PDF
 340       pdf = new TKDPDF(ndata[idx], 1, ns, &data1D[idx]);
 341       pdf->SetCOG(kFALSE);
 342       pdf->SetWeights();
 343       //pdf->SetStore();
 344       pdf->SetAlpha(15.);
 345       //pdf.GetStatus();
 346       fPDF->AddAt(pdf, idx);
 347       in=pdf->GetNTNodes(); pp=&par[0];
 348       while(in--){
 349         const TKDNodeInfo *nn = pdf->GetNodeInfo(in);
 350         nn->GetCOG(pp);
 351         Double_t p(par[0]),r,e;
 352         pdf->Eval(&p,r,e,1);
 353       }
 354
 355       // build helper 2D PDF
 356       Float_t *ldata[2]={data[idx], data[kWS+idx]};
 357       pdf = new TKDPDF(ndata[idx], 2, ns, ldata);
 358       pdf->SetCOG(kFALSE);
 359       pdf->SetWeights();
 360       //pdf->SetStore();
 361       pdf->SetAlpha(5.);
 362       //pdf.GetStatus();
 363       fPDF->AddAt(pdf, AliTRDCalPIDLQ::GetModelID(ip,is, 2));
 364       in=pdf->GetNTNodes(); pp=&par[0];
 365       while(in--){
 366         const TKDNodeInfo *nn = pdf->GetNodeInfo(in);
 367         nn->GetCOG(pp);
 368         Double_t p[] = {par[0], par[1]}, r,e;
 369         pdf->Eval(p,r,e,1);
 370       }
 371 /*
 372       Int_t nnodes = pdf.GetNTNodes(),
 373             nside = Int_t(0.05*nnodes),
 374             nzeros = 4*(nside+1);
 375       printf("nnodes[%d] nside[%d] nzeros[%d]\n", nnodes, nside, nzeros);
 376
 377
 378       // Build interpolator on the pdf skeleton
 379       TKDInterpolator interpolator(2, nnodes+nzeros);
 380       for(Int_t in=nnodes; in--;)
 381         interpolator.SetNode(in, *pdf.GetNodeInfo(in));
 382       TKDNodeInfo *nodes = new TKDNodeInfo[nzeros], *node = &nodes[0];
 383       Float_t ax0min, ax0max, ax1min, ax1max;
 384       pdf.GetRange(0, ax0min, ax0max); Float_t dx = (ax0max-ax0min)/nside;
 385       pdf.GetRange(1, ax1min, ax1max); Float_t dy = (ax1max-ax1min)/nside;
 386       printf("x=[%f %f] y[%f %f]\n", ax0min, ax0max, ax1min, ax1max);
 387
 388       Int_t jn = nnodes;
 389       SetZeroes(&interpolator, node, nside, jn, ax0min, dx, ax1min, -dy, 'x');
 390       SetZeroes(&interpolator, node, nside, jn, ax1min, dy, ax0max, dx, 'y');
 391       SetZeroes(&interpolator, node, nside, jn, ax0max,-dx, ax1max, dy, 'x');
 392       SetZeroes(&interpolator, node, nside, jn ,ax1max, -dy, ax0min, -dx, 'y');
 393       delete [] nodes;
 394       Int_t in=nnodes; Float_t par[6], *pp=&par[0];
 395       while(in--){
 396         const TKDNodeInfo *nn = interpolator.GetNodeInfo(in);
 397         nn->GetCOG(pp);
 398         //printf("evaluate for node[%d] @ [%f %f]\n",in, par[0], par[1]);
 399         Double_t p[] = {par[0], par[1]}, r,e;
 400         interpolator.Eval(p,r,e,1);
 401       }
 402 */
 403
 404       // visual on-line monitoring
 405       if(HasOnlineMonitor()){
 406         if(!fMonitor) fMonitor = new TCanvas("cc", "PDF 2D LQ", 500, 500);
 407         pdf->DrawProjection();
 408         fMonitor->Modified(); fMonitor->Update();
 409         fMonitor->SaveAs(Form("pdf_%s%02d.gif", AliPID::ParticleShortName(is), ip));
 410       }
 411
 412       //fContainer->ls();
 413       // save a discretization of the PDF for result monitoring
 414       Double_t rxy[]={0.,0.};
 415       TH2 *h2s = (TH2D*)((TObjArray*)fContainer->At(ip))->At(AliPID::kSPECIES+is);
 416       TAxis *ax = h2s->GetXaxis(), *ay = h2s->GetYaxis();
 417       h2s->Clear();
 418       for(int ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 419         rxy[0] = ax->GetBinCenter(ix);
 420         for(int iy=1; iy<=ay->GetNbins(); iy++){
 421           rxy[1] = ay->GetBinCenter(iy);
 422
 423           Double_t rr,ee;
 424           pdf->Eval(rxy, rr, ee, kFALSE);
 425           if(rr<0. || ee/rr>.15) continue; // 15% relative error
 426           //printf("x[%2d] x[%2d] r[%f] e[%f]\n", ix, iy, rr, ee);
 427           h2s->SetBinContent(ix, iy, rr);
 428         }
 429       }
 430
 431       if(!(pdf=dynamic_cast<TKDPDF*>(fPDF->At(idx)))){
 432         AliWarning(Form("Missing pdf for model id[%d]", idx));
 433         continue;
 434       }
 435       TH1 *h1 = (TH1D*)((TObjArray*)fContainer->At(ip))->At(is);
 436       ax = h1->GetXaxis();
 437       h1->Clear();
 438       for(int ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 439         rxy[0] = ax->GetBinCenter(ix);
 440
 441         Double_t rr,ee;
 442         pdf->Eval(rxy, rr, ee, kFALSE);
 443         if(rr<0. || ee/rr>.15) continue; // 15% relative error
 444         //printf("x[%2d] x[%2d] r[%f] e[%f]\n", ix, iy, rr, ee);
 445         h1->SetBinContent(ix, rr);
 446       }
 447     }
 448   }
 449   for(Int_t i(0); i<kWS; i++){
 450     delete [] data1D[i];
 451     delete [] data[i];
 452     delete [] data[i+kWS];
 453   }
 454   return kTRUE;
 455 }
 456
 457
 458 //__________________________________________________________________
 459 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)
 460 {
 461 // Set extra nodes to ensure boundary conditions
 462
 463   printf("SetZeroes(%c)\n", opt);
 464   Float_t par[6], val[] = {0., 1.};
 465   Int_t a[6];
 466   if(opt=='x'){
 467     a[0]=0; a[1]=1; a[2]=2; a[3]=3; a[4]=4; a[5]=5;
 468   } else if(opt=='y'){
 469     a[0]=1; a[1]=0; a[2]=4; a[3]=5; a[4]=2; a[5]=3;
 470   } else return;
 471   Float_t tmp;
 472   par[a[1]] = y;
 473   par[a[4]] = y; par[a[5]] = y+dy;
 474   if(dy<0.){tmp=par[a[4]]; par[a[4]]=par[a[5]]; par[a[5]]=tmp;}
 475   for(Int_t in=n; in--; node++, idx++, x+=dx){
 476     par[a[0]] = x+.5*dx;
 477     par[a[2]] = x;  par[a[3]] = x+dx;
 478     if(dx<0.){tmp=par[a[2]]; par[a[2]]=par[a[3]]; par[a[3]]=tmp;}
 479     node->SetNode(2, par, val);
 480     printf("\n\tnode[%d]\n", idx); node->Print();
 481     interpolator->SetNode(idx, *node);
 482   }
 483   par[a[0]] = x;
 484   par[a[2]] = x;  par[a[3]] = x+dx;
 485   if(dx<0.){tmp=par[a[2]]; par[a[2]]=par[a[3]]; par[a[3]]=tmp;}
 486   node->SetNode(2, par, val);
 487   printf("\n\tnode[%d]\n", idx); node->Print();
 488   interpolator->SetNode(idx, *node);node++;idx++;
 489 }
 490