STEER/STEERBase/AliPIDResponse.h

   1 #ifndef ALIPIDRESPONSE_H
   2 #define ALIPIDRESPONSE_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 //---------------------------------------------------------------//
   7 //        Base class for handling the pid response               //
   8 //        functions of all detectors                             //
   9 //        and give access to the nsigmas                         //
  10 //                                                               //
  11 //   Origin: Jens Wiechula, Uni Tuebingen, jens.wiechula@cern.ch //
  12 //---------------------------------------------------------------//
  13
  14 #include "AliVParticle.h"
  15 #include "AliVTrack.h"
  16
  17 #include "AliITSPIDResponse.h"
  18 #include "AliTPCPIDResponse.h"
  19 #include "AliTRDPIDResponse.h"
  20 #include "AliTOFPIDResponse.h"
  21 #include "AliHMPIDPIDResponse.h"
  22 #include "AliEMCALPIDResponse.h"
  23 #include "AliPID.h"
  24
  25 #include "TNamed.h"
  26
  27 class TF1;
  28 class TObjArray;
  29 class TLinearFitter;
  30
  31 class AliVEvent;
  32 class AliTRDPIDResponseObject;
  33 class AliTOFPIDParams;
  34 class AliHMPIDPIDParams;
  35 class AliOADBContainer;
  36
  37 class AliPIDResponse : public TNamed {
  38 public:
  39   AliPIDResponse(Bool_t isMC=kFALSE);
  40   virtual ~AliPIDResponse();
  41
  42   enum EDetector {
  43     kITS=0,
  44     kTPC=1,
  45     kTRD=2,
  46     kTOF=3,
  47     kHMPID=4,
  48     kEMCAL=5,
  49     kPHOS=6,
  50     kNdetectors=7
  51   };
  52
  53   enum EDetCode {
  54     kDetITS = 0x1,
  55     kDetTPC = 0x2,
  56     kDetTRD = 0x4,
  57     kDetTOF = 0x8,
  58     kDetHMPID = 0x10,
  59     kDetEMCAL = 0x20,
  60     kDetPHOS = 0x40
  61   };
  62
  63   enum EStartTimeType_t {kFILL_T0,kTOF_T0, kT0_T0, kBest_T0};
  64
  65   enum ITSPIDmethod { kITSTruncMean, kITSLikelihood };
  66
  67   enum EDetPidStatus {
  68     kDetNoSignal=0,
  69     kDetPidOk=1,
  70     kDetMismatch=2,
  71     kDetNoParams=3
  72   };
  73
  74   AliITSPIDResponse &GetITSResponse() {return fITSResponse;}
  75   AliTPCPIDResponse &GetTPCResponse() {return fTPCResponse;}
  76   AliTOFPIDResponse &GetTOFResponse() {return fTOFResponse;}
  77   AliTRDPIDResponse &GetTRDResponse() {return fTRDResponse;}
  78   AliEMCALPIDResponse &GetEMCALResponse() {return fEMCALResponse;}
  79
  80   // -----------------------------------------
  81   // buffered getters
  82   //
  83
  84   // Number of sigmas
  85   EDetPidStatus NumberOfSigmas(EDetector detCode, const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type, Double_t &val) const;
  86
  87   Float_t NumberOfSigmas(EDetector detCode, const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type) const;
  88
  89   virtual Float_t NumberOfSigmasITS  (const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type) const;
  90   virtual Float_t NumberOfSigmasTPC  (const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type) const;
  91   virtual Float_t NumberOfSigmasTPC  (const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type, AliTPCPIDResponse::ETPCdEdxSource dedxSource) const;
  92   virtual Float_t NumberOfSigmasEMCAL(const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type, Double_t &eop, Double_t showershape[4]) const;
  93   virtual Float_t NumberOfSigmasTOF  (const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type) const;
  94   virtual Float_t NumberOfSigmasTOF  (const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type, const Float_t /*timeZeroTOF*/) const { return NumberOfSigmasTOF(track,type); }
  95   virtual Float_t NumberOfSigmasHMPID(const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type) const;
  96   virtual Float_t NumberOfSigmasEMCAL(const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type) const;
  97
  98   Bool_t IdentifiedAsElectronTRD(const AliVTrack *track, Double_t efficiencyLevel,Double_t centrality=-1,AliTRDPIDResponse::ETRDPIDMethod PIDmethod=AliTRDPIDResponse::kLQ1D) const;
  99
 100   // Signal delta
 101   EDetPidStatus GetSignalDelta(EDetector detCode, const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type, Double_t &val, Bool_t ratio=kFALSE) const;
 102   Double_t GetSignalDelta(EDetector detCode, const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type, Bool_t ratio=kFALSE) const;
 103
 104   // Probabilities
 105   EDetPidStatus ComputePIDProbability  (EDetCode  detCode, const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 106   EDetPidStatus ComputePIDProbability  (EDetector detCode, const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 107
 108   virtual EDetPidStatus ComputeITSProbability  (const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 109   virtual EDetPidStatus ComputeTPCProbability  (const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 110   virtual EDetPidStatus ComputeTOFProbability  (const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 111   virtual EDetPidStatus ComputeTRDProbability  (const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 112   virtual EDetPidStatus ComputeEMCALProbability(const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 113   virtual EDetPidStatus ComputePHOSProbability (const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 114   virtual EDetPidStatus ComputeHMPIDProbability(const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 115
 116   virtual EDetPidStatus ComputeTRDProbability  (const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[],AliTRDPIDResponse::ETRDPIDMethod PIDmethod) const;
 117
 118   // pid status
 119   EDetPidStatus CheckPIDStatus(EDetector detCode, const AliVTrack *track)  const;
 120
 121   Float_t GetTOFMismatchProbability(const AliVTrack *track) const;
 122
 123   void SetITSPIDmethod(ITSPIDmethod pmeth) { fITSPIDmethod = pmeth; }
 124
 125   void SetOADBPath(const char* path) {fOADBPath=path;}
 126   const char *GetOADBPath() const {return fOADBPath.Data();}
 127
 128   void SetCustomTPCpidResponse(const char* tpcpid) { fCustomTPCpidResponse = tpcpid; }
 129   const char* GetCustomTPCpidResponse() const { return fCustomTPCpidResponse.Data(); }
 130
 131   void InitialiseEvent(AliVEvent *event, Int_t pass, Int_t run=-1);
 132   void SetCurrentFile(const char* file) { fCurrentFile=file; }
 133
 134   void SetCurrentAliRootRev(Int_t alirootRev) { fCurrentAliRootRev = alirootRev; }
 135   Int_t GetCurrentAliRootRev() const { return fCurrentAliRootRev; }
 136
 137   // cache PID in the track
 138   void SetCachePID(Bool_t cache)    { fCachePID=cache;  }
 139   Bool_t GetCachePID() const { return fCachePID; }
 140   void FillTrackDetectorPID(const AliVTrack *track, EDetector detector) const;
 141   void FillTrackDetectorPID();
 142
 143   AliVEvent * GetCurrentEvent() const {return fCurrentEvent;}
 144
 145   // User settings for the MC period and reco pass
 146   void SetMCperiod(const char *mcPeriod) {fMCperiodUser=mcPeriod;}
 147   void SetRecoPass(Int_t recoPass)       {fRecoPassUser=recoPass;}
 148
 149   // event info
 150   Float_t GetCurrentCentrality() const {return fCurrCentrality;};
 151
 152   // TPC setting
 153   void SetUseTPCEtaCorrection(Bool_t useEtaCorrection = kTRUE) { fUseTPCEtaCorrection = useEtaCorrection; };
 154   Bool_t UseTPCEtaCorrection() const { return fUseTPCEtaCorrection; };
 155
 156   void SetUseTPCMultiplicityCorrection(Bool_t useMultiplicityCorrection = kTRUE) { fUseTPCMultiplicityCorrection = useMultiplicityCorrection; };
 157   Bool_t UseTPCMultiplicityCorrection() const { return fUseTPCMultiplicityCorrection; };
 158
 159   // TOF setting
 160   void SetTOFtail(Float_t tail=0.9){if(tail > 0) fTOFtail=tail; else printf("TOF tail should be greater than 0 (nothing done)\n");};
 161   void SetTOFResponse(AliVEvent *vevent,EStartTimeType_t option);
 162
 163   virtual Float_t GetTPCsignalTunedOnData(const AliVTrack *t) const {return t->GetTPCsignal();};
 164   virtual Float_t GetTOFsignalTunedOnData(const AliVTrack *t) const {return t->GetTOFsignal();};
 165   Bool_t IsTunedOnData() const {return fTuneMConData;};
 166   void SetTunedOnData(Bool_t flag=kTRUE,Int_t recoPass=0){fTuneMConData = flag; if(recoPass>0) fRecoPassUser = recoPass;};
 167   Int_t GetTunedOnDataMask() const {return fTuneMConDataMask;};
 168   void SetTunedOnDataMask(Int_t detMask) {fTuneMConDataMask = detMask;}
 169
 170   AliPIDResponse(const AliPIDResponse &other);
 171   AliPIDResponse& operator=(const AliPIDResponse &other);
 172
 173
 174 protected:
 175   AliITSPIDResponse   fITSResponse;    //PID response function of the ITS
 176   AliTPCPIDResponse   fTPCResponse;    //PID response function of the TPC
 177   AliTRDPIDResponse   fTRDResponse;    //PID response function of the TRD
 178   AliTOFPIDResponse   fTOFResponse;    //PID response function of the TOF
 179   AliHMPIDPIDResponse fHMPIDResponse;  //PID response function of the HMPID
 180   AliEMCALPIDResponse fEMCALResponse;  //PID response function of the EMCAL
 181
 182   Float_t           fRange;          // nSigma max in likelihood
 183   ITSPIDmethod      fITSPIDmethod;   // 0 = trunc mean; 1 = likelihood
 184
 185   //unbuffered PID calculation
 186   virtual Float_t GetNumberOfSigmasTOFold  (const AliVParticle */*track*/, AliPID::EParticleType /*type*/) const {return 0;}
 187   virtual Float_t GetSignalDeltaTOFold(const AliVParticle */*track*/, AliPID::EParticleType /*type*/, Bool_t /*ratio*/=kFALSE) const {return -9999.;}
 188
 189   EDetPidStatus GetComputeTRDProbability  (const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[],AliTRDPIDResponse::ETRDPIDMethod PIDmethod=AliTRDPIDResponse::kLQ1D) const;
 190   EDetPidStatus GetTOFPIDStatus(const AliVTrack *track) const;
 191
 192   Bool_t fTuneMConData;                // switch to force the MC to be similar to data
 193   Int_t fTuneMConDataMask;             // select for which detectors enable MC tuning on data
 194
 195
 196 private:
 197   Bool_t fIsMC;                        //  If we run on MC data
 198   Bool_t fCachePID;
 199
 200   TString fOADBPath;                   // OADB path to use
 201   TString fCustomTPCpidResponse;       // Custom TPC Pid Response file for debugging purposes
 202
 203   TString fBeamType;                   //! beam type (PP) or (PBPB)
 204   TString fLHCperiod;                  //! LHC period
 205   TString fMCperiodTPC;                //! corresponding MC period to use for the TPC splines
 206   TString fMCperiodUser;               //  MC prodution requested by the user
 207   TString fCurrentFile;                //! name of currently processed file
 208   Int_t   fCurrentAliRootRev;          //! Aliroot rev. used to reconstruct the data
 209   Int_t   fRecoPass;                   //! reconstruction pass
 210   Int_t   fRecoPassUser;               //  reconstruction pass explicitly set by the user
 211   Int_t   fRun;                        //! current run number
 212   Int_t   fOldRun;                     //! current run number
 213   Float_t fResT0A;                     //! T0A resolution in current run
 214   Float_t fResT0C;                     //! T0C resolution in current run
 215   Float_t fResT0AC;                    //! T0A.and.T0C resolution in current run
 216
 217   TObjArray *fArrPidResponseMaster;     //!  TPC pid splines
 218   TF1       *fResolutionCorrection;     //! TPC resolution correction
 219   AliOADBContainer* fOADBvoltageMaps;   //! container with the voltage maps
 220   Bool_t fUseTPCEtaCorrection;          // Use TPC eta correction
 221   Bool_t fUseTPCMultiplicityCorrection; // Use TPC multiplicity correction
 222
 223   AliTRDPIDResponseObject *fTRDPIDResponseObject; //! TRD PID Response Object
 224
 225   Float_t fTOFtail;                    //! TOF tail effect used in TOF probability
 226   AliTOFPIDParams *fTOFPIDParams;      //! TOF PID Params - period depending (OADB loaded)
 227
 228   AliHMPIDPIDParams *fHMPIDPIDParams;  //! HMPID PID Params (OADB loaded)
 229
 230   TObjArray *fEMCALPIDParams;             //! EMCAL PID Params
 231
 232   AliVEvent *fCurrentEvent;            //! event currently being processed
 233
 234   Float_t fCurrCentrality;             //! current centrality
 235
 236
 237   void ExecNewRun();
 238
 239   //
 240   //setup parametrisations
 241   //
 242
 243   //ITS
 244   void SetITSParametrisation();
 245
 246   //TPC
 247   void SetTPCEtaMaps(Double_t refineFactorMapX = 6.0, Double_t refineFactorMapY = 6.0, Double_t refineFactorSigmaMapX = 6.0,
 248                      Double_t refineFactorSigmaMapY = 6.0);
 249   void SetTPCPidResponseMaster();
 250   void SetTPCParametrisation();
 251   Double_t GetTPCMultiplicityBin(const AliVEvent * const event);
 252
 253   // TPC helpers for the eta maps
 254   void AddPointToHyperplane(TH2D* h, TLinearFitter* linExtrapolation, Int_t binX, Int_t binY);
 255   TH2D* RefineHistoViaLinearInterpolation(TH2D* h, Double_t refineFactorX = 6.0, Double_t refineFactorY = 6.0);
 256
 257   //TRD
 258   void SetTRDPidResponseMaster();
 259   void InitializeTRDResponse();
 260   void SetTRDSlices(UInt_t TRDslicesForPID[2],AliTRDPIDResponse::ETRDPIDMethod method) const;
 261
 262   //TOF
 263   void SetTOFPidResponseMaster();
 264   void InitializeTOFResponse();
 265
 266   //HMPID
 267   void SetHMPIDPidResponseMaster();
 268   void InitializeHMPIDResponse();
 269
 270   //EMCAL
 271   void SetEMCALPidResponseMaster();
 272   void InitializeEMCALResponse();
 273
 274   //
 275   void SetRecoInfo();
 276
 277   //-------------------------------------------------
 278   //unbuffered PID calculation
 279   //
 280
 281   // Number of sigmas
 282   Float_t GetNumberOfSigmas(EDetector detCode, const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type) const;
 283   Float_t GetNumberOfSigmasITS  (const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type) const;
 284   Float_t GetNumberOfSigmasTPC  (const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type) const;
 285   Float_t GetNumberOfSigmasTOF  (const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type) const;
 286   Float_t GetNumberOfSigmasHMPID(const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type) const;
 287   Float_t GetNumberOfSigmasEMCAL(const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type, Double_t &eop, Double_t showershape[4]) const;
 288   Float_t GetNumberOfSigmasEMCAL(const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type) const;
 289
 290   Float_t GetBufferedNumberOfSigmas(EDetector detCode, const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type) const;
 291
 292   // Signal deltas
 293   EDetPidStatus GetSignalDeltaITS(const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type, Double_t &val, Bool_t ratio=kFALSE) const;
 294   EDetPidStatus GetSignalDeltaTPC(const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type, Double_t &val, Bool_t ratio=kFALSE) const;
 295   EDetPidStatus GetSignalDeltaTOF(const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType type, Double_t &val, Bool_t ratio=kFALSE) const;
 296   EDetPidStatus GetSignalDeltaHMPID(const AliVParticle *vtrack, AliPID::EParticleType type, Double_t &val, Bool_t ratio=kFALSE) const;
 297
 298   // Probabilities
 299   EDetPidStatus GetComputePIDProbability  (EDetector detCode,  const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 300   EDetPidStatus GetComputeITSProbability  (const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 301   EDetPidStatus GetComputeTPCProbability  (const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 302   EDetPidStatus GetComputeTOFProbability  (const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 303   EDetPidStatus GetComputeEMCALProbability(const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 304   EDetPidStatus GetComputePHOSProbability (const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 305   EDetPidStatus GetComputeHMPIDProbability(const AliVTrack *track, Int_t nSpecies, Double_t p[]) const;
 306
 307   // pid status
 308   EDetPidStatus GetPIDStatus(EDetector det, const AliVTrack *track) const;
 309   EDetPidStatus GetITSPIDStatus(const AliVTrack *track) const;
 310   EDetPidStatus GetTPCPIDStatus(const AliVTrack *track) const;
 311   EDetPidStatus GetTRDPIDStatus(const AliVTrack *track) const;
 312   EDetPidStatus GetHMPIDPIDStatus(const AliVTrack *track) const;
 313   EDetPidStatus GetPHOSPIDStatus(const AliVTrack *track) const;
 314   EDetPidStatus GetEMCALPIDStatus(const AliVTrack *track) const;
 315
 316   ClassDef(AliPIDResponse, 12);  //PID response handling
 317 };
 318
 319 #endif