STEER/STEERBase/AliExternalTrackParam.h

   1 #ifndef ALIEXTERNALTRACKPARAM_H
   2 #define ALIEXTERNALTRACKPARAM_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 /* $Id$ */
   7
   8 /*****************************************************************************
   9  *              "External" track parametrisation class                       *
  10  *                                                                           *
  11  *      external param0:   local Y-coordinate of a track (cm)                *
  12  *      external param1:   local Z-coordinate of a track (cm)                *
  13  *      external param2:   local sine of the track momentum azimuthal angle  *
  14  *      external param3:   tangent of the track momentum dip angle           *
  15  *      external param4:   1/pt (1/(GeV/c))                                  *
  16  *                                                                           *
  17  * The parameters are estimated at an exact position x in a local coord.     *
  18  * system rotated by angle alpha with respect to the global coord.system.    *
  19  *        Origin: I.Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch                     *
  20  *****************************************************************************/
  21 #include "TMath.h"
  22
  23 #include "AliVTrack.h"
  24 #include "AliVMisc.h"
  25 const Double_t kVeryBig=1./kAlmost0;
  26 const Double_t kMostProbablePt=0.35;
  27
  28 class AliVVertex;
  29 class TPolyMarker3D;
  30
  31 const Double_t kC0max=100*100, // SigmaY<=100cm
  32                kC2max=100*100, // SigmaZ<=100cm
  33                kC5max=1*1,     // SigmaSin<=1
  34                kC9max=1*1,     // SigmaTan<=1
  35                kC14max=100*100; // Sigma1/Pt<=100 1/GeV
  36
  37 class AliExternalTrackParam: public AliVTrack {
  38  public:
  39   AliExternalTrackParam();
  40   AliExternalTrackParam(const AliExternalTrackParam &);
  41   AliExternalTrackParam& operator=(const AliExternalTrackParam & trkPar);
  42   AliExternalTrackParam(Double_t x, Double_t alpha,
  43                         const Double_t param[5], const Double_t covar[15]);
  44   AliExternalTrackParam(Double_t xyz[3],Double_t pxpypz[3],
  45                         Double_t cv[21],Short_t sign);
  46   // constructor for reinitialisation of vtable
  47   AliExternalTrackParam( AliVConstructorReinitialisationFlag f) :AliVTrack(f), fX(), fAlpha(){}
  48   void Reinitialize() { new (this) AliExternalTrackParam( AliVReinitialize ); }
  49
  50   virtual ~AliExternalTrackParam(){}
  51   void CopyFromVTrack(const AliVTrack *vTrack);
  52
  53   template <typename T>
  54   void Set(T x, T alpha, const T param[5], const T covar[15]) {
  55     //  Sets the parameters
  56     if      (alpha < -TMath::Pi()) alpha += 2*TMath::Pi();
  57     else if (alpha >= TMath::Pi()) alpha -= 2*TMath::Pi();
  58     fX=x; fAlpha=alpha;
  59     for (Int_t i = 0; i < 5; i++)  fP[i] = param[i];
  60     for (Int_t i = 0; i < 15; i++) fC[i] = covar[i];
  61
  62     CheckCovariance();
  63
  64   }
  65
  66   void SetParamOnly(double x, double alpha, const double param[5]) {
  67     //  Sets the parameters, neglect cov matrix
  68     if      (alpha < -TMath::Pi()) alpha += 2*TMath::Pi();
  69     else if (alpha >= TMath::Pi()) alpha -= 2*TMath::Pi();
  70     fX=x; fAlpha=alpha;
  71     for (Int_t i = 0; i < 5; i++)  fP[i] = param[i];
  72   }
  73
  74   void Set(Double_t xyz[3],Double_t pxpypz[3],Double_t cv[21],Short_t sign);
  75
  76   static void SetMostProbablePt(Double_t pt) { fgMostProbablePt=pt; }
  77   static Double_t GetMostProbablePt() { return fgMostProbablePt; }
  78
  79   void Reset();
  80   void ResetCovariance(Double_t s2);
  81   void AddCovariance(const Double_t cov[15]);
  82
  83   const Double_t *GetParameter() const {return fP;}
  84   const Double_t *GetCovariance() const {return fC;}
  85   virtual  Bool_t IsStartedTimeIntegral() const {return kFALSE;}
  86   virtual  void   AddTimeStep(Double_t ) {} // dummy method, real stuff is done in AliKalmanTrack
  87   Double_t GetAlpha() const {return fAlpha;}
  88   Double_t GetX() const {return fX;}
  89   Double_t GetY()    const {return fP[0];}
  90   Double_t GetZ()    const {return fP[1];}
  91   Double_t GetSnp()  const {return fP[2];}
  92   virtual Double_t GetTgl()  const {return fP[3];}
  93   using AliVTrack::GetImpactParameters;
  94   virtual void GetImpactParameters(Float_t& ,Float_t&) const {}
  95   Double_t GetSigned1Pt()  const {return fP[4];}
  96
  97   Double_t GetSigmaY2() const {return fC[0];}
  98   Double_t GetSigmaZY() const {return fC[1];}
  99   Double_t GetSigmaZ2() const {return fC[2];}
 100   Double_t GetSigmaSnpY() const {return fC[3];}
 101   Double_t GetSigmaSnpZ() const {return fC[4];}
 102   Double_t GetSigmaSnp2() const {return fC[5];}
 103   Double_t GetSigmaTglY() const {return fC[6];}
 104   Double_t GetSigmaTglZ() const {return fC[7];}
 105   Double_t GetSigmaTglSnp() const {return fC[8];}
 106   Double_t GetSigmaTgl2() const {return fC[9];}
 107   Double_t GetSigma1PtY() const {return fC[10];}
 108   Double_t GetSigma1PtZ() const {return fC[11];}
 109   Double_t GetSigma1PtSnp() const {return fC[12];}
 110   Double_t GetSigma1PtTgl() const {return fC[13];}
 111   Double_t GetSigma1Pt2() const {return fC[14];}
 112
 113   // additional functions for AliVParticle
 114   Double_t Px() const;
 115   Double_t Py() const;
 116   Double_t Pz() const { return Pt()*GetTgl(); }
 117   Double_t Pt() const { return TMath::Abs(GetSignedPt()); }
 118   Double_t P() const { return GetP(); }
 119   Bool_t   PxPyPz(Double_t p[3]) const { return GetPxPyPz(p); }
 120
 121   Double_t Xv() const;
 122   Double_t Yv() const;
 123   Double_t Zv() const {return GetZ();}
 124   Bool_t   XvYvZv(Double_t x[3]) const { return GetXYZ(x); }
 125
 126   Double_t OneOverPt() const { return 1./Pt(); }
 127   Double_t Phi() const;
 128   Double_t Theta() const;
 129   virtual Double_t E() const;
 130   virtual Double_t M() const;
 131   Double_t Eta() const;
 132   virtual Double_t Y() const;
 133   virtual Short_t  Charge() const { return (Short_t)GetSign(); }
 134   virtual const Double_t *PID() const { return 0x0; }
 135
 136   // additional functions from AliVTrack
 137   virtual Int_t    GetID() const { return -999; }
 138   virtual UChar_t  GetITSClusterMap() const {return 0; }
 139   virtual ULong_t  GetStatus() const { return 0; }
 140
 141   Double_t GetSign() const {return (fP[4]>0) ? 1 : -1;}
 142   Double_t GetP() const;
 143   Double_t GetSignedPt() const {
 144     return (TMath::Abs(fP[4])>kAlmost0) ? 1./fP[4]:TMath::Sign(kVeryBig,fP[4]);
 145   }
 146   Double_t Get1P() const;
 147   virtual Double_t GetC(Double_t b) const {return fP[4]*b*kB2C;}
 148   void GetDZ(Double_t x,Double_t y,Double_t z,Double_t b,Float_t dz[2]) const;
 149   Double_t GetD(Double_t xv, Double_t yv, Double_t b) const;
 150   Double_t GetLinearD(Double_t xv, Double_t yv) const;
 151
 152   Bool_t CorrectForMeanMaterial(Double_t xOverX0, Double_t xTimesRho,
 153         Double_t mass,  Bool_t anglecorr=kFALSE,
 154         Double_t (*f)(Double_t)=AliExternalTrackParam::BetheBlochSolid);
 155
 156   Bool_t CorrectForMeanMaterialdEdx(Double_t xOverX0, Double_t xTimesRho,
 157         Double_t mass, Double_t dEdx, Bool_t anglecorr=kFALSE);
 158
 159   Bool_t CorrectForMeanMaterialZA(Double_t xOverX0, Double_t xTimesRho,
 160                                   Double_t mass,
 161                                   Double_t zOverA=0.49848,
 162                                   Double_t density=2.33,
 163                                   Double_t exEnergy=173e-9,
 164                                   Double_t jp1=0.20,
 165                                   Double_t jp2=3.00,
 166                                   Bool_t anglecorr=kFALSE
 167   );
 168
 169   //
 170   // Bethe-Bloch formula parameterizations
 171   //
 172   static Double_t BetheBlochAleph(Double_t bg,
 173                                   Double_t kp1=0.76176e-1,
 174                                   Double_t kp2=10.632,
 175                                   Double_t kp3=0.13279e-4,
 176                                   Double_t kp4=1.8631,
 177                                   Double_t kp5=1.9479
 178                                   );
 179   static Double_t BetheBlochGeant(Double_t bg,
 180                                   Double_t kp0=2.33,
 181                                   Double_t kp1=0.20,
 182                                   Double_t kp2=3.00,
 183                                   Double_t kp3=173e-9,
 184                                   Double_t kp4=0.49848
 185                                   );
 186
 187   static Double_t BetheBlochSolid(Double_t bg);
 188   static Double_t BetheBlochGas(Double_t bg);
 189
 190   Double_t GetPredictedChi2(const Double_t p[2],const Double_t cov[3]) const;
 191
 192   Double_t
 193     GetPredictedChi2(const Double_t p[3],const Double_t covyz[3],const Double_t covxyz[3]) const;
 194
 195   Double_t GetPredictedChi2(const AliExternalTrackParam *t) const;
 196
 197   Bool_t
 198     PropagateTo(Double_t p[3],Double_t covyz[3],Double_t covxyz[3],Double_t b);
 199
 200   Double_t *GetResiduals(Double_t *p,Double_t *cov,Bool_t updated=kTRUE) const;
 201   Bool_t Update(const Double_t p[2],const Double_t cov[3]);
 202   Bool_t Rotate(Double_t alpha);
 203   Bool_t RotateParamOnly(Double_t alpha);
 204   Bool_t Invert();
 205   Bool_t PropagateTo(Double_t x, Double_t b);
 206   Bool_t PropagateParamOnlyTo(Double_t xk, Double_t b);
 207   Bool_t Propagate(Double_t alpha, Double_t x, Double_t b);
 208   Bool_t PropagateBxByBz(Double_t alpha, Double_t x, Double_t b[3]);
 209   Bool_t PropagateParamOnlyBxByBzTo(Double_t xk, const Double_t b[3]);
 210   void   Propagate(Double_t len,Double_t x[3],Double_t p[3],Double_t bz) const;
 211   Bool_t Intersect(Double_t pnt[3], Double_t norm[3], Double_t bz) const;
 212
 213   static void g3helx3(Double_t qfield, Double_t step, Double_t vect[7]);
 214   Bool_t PropagateToBxByBz(Double_t x, const Double_t b[3]);
 215
 216   void GetHelixParameters(Double_t h[6], Double_t b) const;
 217   Double_t GetDCA(const AliExternalTrackParam *p, Double_t b,
 218     Double_t &xthis,Double_t &xp) const;
 219   Double_t PropagateToDCA(AliExternalTrackParam *p, Double_t b);
 220   Bool_t PropagateToDCA(const AliVVertex *vtx, Double_t b, Double_t maxd,
 221                         Double_t dz[2]=0, Double_t cov[3]=0);
 222   Bool_t PropagateToDCABxByBz(const AliVVertex *vtx, Double_t b[3],
 223          Double_t maxd, Double_t dz[2]=0, Double_t cov[3]=0);
 224   Bool_t ConstrainToVertex(const AliVVertex* vtx, Double_t b[3]);
 225
 226   void GetDirection(Double_t d[3]) const;
 227   Bool_t GetPxPyPz(Double_t *p) const;
 228   Bool_t GetXYZ(Double_t *p) const;
 229   Bool_t GetCovarianceXYZPxPyPz(Double_t cv[21]) const;
 230   Bool_t GetPxPyPzAt(Double_t x, Double_t b, Double_t p[3]) const;
 231   Bool_t GetXYZAt(Double_t x, Double_t b, Double_t r[3]) const;
 232   Double_t GetParameterAtRadius(Double_t r, Double_t bz, Int_t parType) const;
 233
 234   Bool_t GetYAt(Double_t x,  Double_t b,  Double_t &y) const;
 235   Bool_t GetZAt(Double_t x,  Double_t b,  Double_t &z) const;
 236   void Print(Option_t* option = "") const;
 237   Double_t GetSnpAt(Double_t x,Double_t b) const;
 238   Bool_t GetXatLabR(Double_t r,Double_t &x, Double_t bz, Int_t dir=0) const;
 239   Bool_t GetXYZatR(Double_t xr,Double_t bz, Double_t *xyz=0, Double_t* alpSect=0) const;
 240
 241   //Deprecated
 242   Bool_t CorrectForMaterial(Double_t d, Double_t x0, Double_t mass,
 243          Double_t (*f)(Double_t)=AliExternalTrackParam::BetheBlochSolid);
 244
 245   Bool_t GetDistance(AliExternalTrackParam *param2, Double_t x, Double_t dist[3], Double_t b);
 246   Int_t GetIndex(Int_t i, Int_t j) const;
 247   Int_t GetLabel() const {return -1;}
 248   Int_t PdgCode()  const {return 0;}
 249
 250   //
 251   // visualization (M. Ivanov)
 252   //
 253   virtual void FillPolymarker(TPolyMarker3D *pol, Float_t magf, Float_t minR, Float_t maxR, Float_t stepR);
 254   virtual void DrawTrack(Float_t magF, Float_t minR, Float_t maxR, Float_t stepR);
 255
 256   virtual Bool_t Translate(Double_t *vTrasl,Double_t *covV);
 257
 258   void CheckCovariance();
 259
 260   static Bool_t  GetUseLogTermMS()                {return fgUseLogTermMS;}
 261   static void    SetUseLogTermMS(Bool_t v=kTRUE)  {fgUseLogTermMS = v;}
 262
 263   //---------------------------------------------------------------------------
 264   //--the calibration interface--
 265   //--to be used in online calibration/QA
 266   //--should also be implemented in ESD so it works offline as well
 267   //-----------
 268   virtual Int_t GetTrackParam         ( AliExternalTrackParam & ) const {return 0;}
 269   virtual Int_t GetTrackParamRefitted ( AliExternalTrackParam & ) const {return 0;}
 270   virtual Int_t GetTrackParamIp       ( AliExternalTrackParam & ) const {return 0;}
 271   virtual Int_t GetTrackParamTPCInner ( AliExternalTrackParam & ) const {return 0;}
 272   virtual Int_t GetTrackParamOp       ( AliExternalTrackParam & ) const {return 0;}
 273   virtual Int_t GetTrackParamCp       ( AliExternalTrackParam & ) const {return 0;}
 274   virtual Int_t GetTrackParamITSOut   ( AliExternalTrackParam & ) const {return 0;}
 275
 276  protected:
 277   AliExternalTrackParam(const AliVTrack *vTrack);
 278
 279 /*  protected: */
 280  private:
 281   Double_t &Par(Int_t i) {return fP[i];}
 282   Double_t &Cov(Int_t i) {return fC[i];}
 283  protected:
 284   Double32_t           fX;     // X coordinate for the point of parametrisation
 285   Double32_t           fAlpha; // Local <-->global coor.system rotation angle
 286   Double32_t           fP[5];  // The track parameters
 287   Double32_t           fC[15]; // The track parameter covariance matrix
 288
 289   static Double32_t    fgMostProbablePt; // "Most probable" pt
 290                                          // (to be used if Bz=0)
 291   static Bool_t        fgUseLogTermMS;   // use log term in Mult.Stattering evaluation
 292   ClassDef(AliExternalTrackParam, 8)
 293 };
 294
 295 inline void AliExternalTrackParam::ResetCovariance(Double_t s2) {
 296   //
 297   // Reset the covarince matrix to "something big"
 298   //
 299
 300   s2 = TMath::Abs(s2);
 301   Double_t fC0=fC[0]*s2,
 302            fC2=fC[2]*s2,
 303            fC5=fC[5]*s2,
 304            fC9=fC[9]*s2,
 305            fC14=fC[14]*s2;
 306
 307   if (fC0>kC0max)  fC0 = kC0max;
 308   if (fC2>kC2max)  fC2 = kC2max;
 309   if (fC5>kC5max)  fC5 = kC5max;
 310   if (fC9>kC9max)  fC9 = kC9max;
 311   if (fC14>kC14max)  fC14 = kC14max;
 312
 313
 314     fC[0] = fC0;
 315     fC[1] = 0.;  fC[2] = fC2;
 316     fC[3] = 0.;  fC[4] = 0.;  fC[5] = fC5;
 317     fC[6] = 0.;  fC[7] = 0.;  fC[8] = 0.;  fC[9] = fC9;
 318     fC[10]= 0.;  fC[11]= 0.;  fC[12]= 0.;  fC[13]= 0.;  fC[14] = fC14;
 319 }
 320
 321
 322
 323
 324 #endif