TPC/AliTPCComparison.C

   1 /****************************************************************************
   2  *           Very important, delicate and rather obscure macro.             *
   3  *                                                                          *
   4  *               Creates list of "trackable" tracks,                        *
   5  *             calculates efficiency, resolutions etc.                      *
   6  *                                                                          *
   7  *           Origin: I.Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch                 *
   8  * with several nice improvements by: M.Ivanov, GSI, m.ivanov@gsi.de        *
   9  ****************************************************************************/
  10
  11 #if !defined(__CINT__) || defined(__MAKECINT__)
  12   #include "alles.h"
  13   #include "AliTPCtracker.h"
  14   #include "AliRunLoader.h"
  15   #include "AliTPCLoader.h"
  16   #include "AliMagF.h"
  17   #include "AliRun.h"
  18 #endif
  19
  20 struct GoodTrackTPC {
  21   Int_t lab;
  22   Int_t code;
  23   Float_t px,py,pz;
  24   Float_t x,y,z;
  25 };
  26
  27 Int_t
  28 good_tracks_tpc(GoodTrackTPC *gt, const Int_t max, const char* evfoldname);
  29
  30 extern AliRun *gAlice;
  31
  32 Int_t AliTPCComparison() {
  33
  34    if (gAlice) {
  35        delete gAlice->GetRunLoader();
  36        delete gAlice;//if everything was OK here it is already NULL
  37        gAlice = 0x0;
  38     }
  39
  40    cerr<<"Doing comparison...\n";
  41
  42    const Int_t MAX=20000;
  43    Int_t good_tracks_tpc(
  44       GoodTrackTPC *gt, const Int_t max,
  45       const char* evfoldname = AliConfig::fgkDefaultEventFolderName
  46    );//declaration only
  47
  48    gBenchmark->Start("AliTPCComparison");
  49
  50    AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Open("galice.root","COMPARISON");
  51    if (!rl) {
  52        cerr<<"Can't start sesion !\n";
  53        return 1;
  54    }
  55
  56    rl->LoadgAlice();
  57    if (rl->GetAliRun())
  58    AliKalmanTrack::SetConvConst(
  59      1000/0.299792458/rl->GetAliRun()->Field()->SolenoidField()
  60    );
  61    else {
  62        cerr<<"AliTPCComparison.C :Can't get AliRun !\n";
  63        return 1;
  64    }
  65    rl->UnloadgAlice();
  66
  67    AliTPCLoader * tpcl = (AliTPCLoader *)rl->GetLoader("TPCLoader");
  68    if (tpcl == 0x0) {
  69        cerr<<"AliTPCComparison.C : Can not find TPCLoader\n";
  70        delete rl;
  71        return 3;
  72    }
  73
  74    Int_t nentr=0,i=0; TObjArray tarray(MAX);
  75    { /*Load tracks*/
  76
  77      tpcl->LoadTracks();
  78
  79      TTree *tracktree=tpcl->TreeT();
  80      if (!tracktree) {cerr<<"Can't get a tree with TPC tracks !\n"; return 4;}
  81
  82      TBranch *tbranch=tracktree->GetBranch("tracks");
  83      nentr=(Int_t)tracktree->GetEntries();
  84      AliTPCtrack *iotrack=0;
  85      for (i=0; i<nentr; i++) {
  86        iotrack=new AliTPCtrack;
  87        tbranch->SetAddress(&iotrack);
  88        tracktree->GetEvent(i);
  89        tarray.AddLast(iotrack);
  90      }
  91      tpcl->UnloadTracks();
  92    }
  93
  94    /* Generate a list of "good" tracks */
  95
  96    GoodTrackTPC gt[MAX];
  97    Int_t ngood=0;
  98    ifstream in("good_tracks_tpc");
  99    if (in) {
 100       cerr<<"Reading good tracks...\n";
 101       while (in>>gt[ngood].lab>>gt[ngood].code>>
 102                  gt[ngood].px>>gt[ngood].py>>gt[ngood].pz>>
 103                  gt[ngood].x >>gt[ngood].y >>gt[ngood].z) {
 104          ngood++;
 105          cerr<<ngood<<'\r';
 106          if (ngood==MAX) {
 107             cerr<<"Too many good tracks !\n";
 108             break;
 109          }
 110       }
 111       if (!in.eof()) cerr<<"Read error (good_tracks_tpc) !\n";
 112    } else {
 113       cerr<<"Marking good tracks (this will take a while)...\n";
 114       ngood=good_tracks_tpc(gt,MAX,"COMPARISON");
 115       ofstream out("good_tracks_tpc");
 116       if (out) {
 117          for (Int_t ngd=0; ngd<ngood; ngd++)
 118             out<<gt[ngd].lab<<' '<<gt[ngd].code<<' '<<
 119                  gt[ngd].px<<' '<<gt[ngd].py<<' '<<gt[ngd].pz<<' '<<
 120                  gt[ngd].x <<' '<<gt[ngd].y <<' '<<gt[ngd].z <<endl;
 121       } else cerr<<"Can not open file (good_tracks_tpc) !\n";
 122       out.close();
 123    }
 124
 125
 126    TH1F *hp=new TH1F("hp","PHI resolution",50,-20.,20.); hp->SetFillColor(4);
 127    TH1F *hl=new TH1F("hl","LAMBDA resolution",50,-20,20);hl->SetFillColor(4);
 128    TH1F *hpt=new TH1F("hpt","Relative Pt resolution",30,-10.,10.);
 129    hpt->SetFillColor(2);
 130    TH1F *hmpt=new TH1F("hmpt","Relative Pt resolution (pt>4GeV/c)",30,-60,60);
 131    hmpt->SetFillColor(6);
 132
 133    TH1F *hgood=new TH1F("hgood","Good tracks",30,0.1,6.1);
 134    TH1F *hfound=new TH1F("hfound","Found tracks",30,0.1,6.1);
 135    TH1F *hfake=new TH1F("hfake","Fake tracks",30,0.1,6.1);
 136    TH1F *hg=new TH1F("hg","",30,0.1,6.1); //efficiency for good tracks
 137    hg->SetLineColor(4); hg->SetLineWidth(2);
 138    TH1F *hf=new TH1F("hf","Efficiency for fake tracks",30,0.1,6.1);
 139    hf->SetFillColor(1); hf->SetFillStyle(3013); hf->SetLineWidth(2);
 140
 141    TH1F *he =new TH1F("he","dE/dX for pions with 0.4<p<0.5 GeV/c",50,0.,100.);
 142    TH2F *hep=new TH2F("hep","dE/dX vs momentum",50,0.,2.,50,0.,400.);
 143    hep->SetMarkerStyle(8);
 144    hep->SetMarkerSize(0.4);
 145
 146    //MI change
 147    Int_t mingood=ngood;
 148    Int_t track_notfound[MAX], itrack_notfound=0;
 149    Int_t track_fake[MAX], itrack_fake=0;
 150    Int_t track_multifound[MAX], track_multifound_n[MAX], itrack_multifound=0;
 151
 152    while (ngood--) {
 153       Int_t lab=gt[ngood].lab,tlab=-1;
 154       Float_t ptg=
 155       TMath::Sqrt(gt[ngood].px*gt[ngood].px + gt[ngood].py*gt[ngood].py);
 156
 157       if (ptg<1e-33) continue; // for those not crossing 0 pad row
 158
 159       hgood->Fill(ptg);
 160
 161       AliTPCtrack *track=0;
 162       for (i=0; i<nentr; i++) {
 163           track=(AliTPCtrack*)tarray.UncheckedAt(i);
 164           tlab=track->GetLabel();
 165           if (lab==TMath::Abs(tlab)) break;
 166       }
 167       if (i==nentr) {
 168         track_notfound[itrack_notfound++]=lab;
 169         continue;
 170       }
 171
 172       //MI change  - addition
 173       Int_t micount=0;
 174       Int_t mi;
 175       AliTPCtrack * mitrack;
 176       for (mi=0; mi<nentr; mi++) {
 177         mitrack=(AliTPCtrack*)tarray.UncheckedAt(mi);
 178         if (lab==TMath::Abs(mitrack->GetLabel())) micount++;
 179       }
 180       if (micount>1) {
 181         track_multifound[itrack_multifound]=lab;
 182         track_multifound_n[itrack_multifound]=micount;
 183         itrack_multifound++;
 184       }
 185
 186       Double_t xk=gt[ngood].x;
 187       track->PropagateTo(xk);
 188
 189       if (lab==tlab) hfound->Fill(ptg);
 190       else {
 191         track_fake[itrack_fake++]=lab;
 192         hfake->Fill(ptg);
 193       }
 194
 195       Double_t par[5]; track->GetExternalParameters(xk,par);
 196       Float_t phi=TMath::ASin(par[2]) + track->GetAlpha();
 197       if (phi<-TMath::Pi()) phi+=2*TMath::Pi();
 198       if (phi>=TMath::Pi()) phi-=2*TMath::Pi();
 199       Float_t lam=TMath::ATan(par[3]);
 200       Float_t pt_1=TMath::Abs(par[4]);
 201
 202       if (TMath::Abs(gt[ngood].code)==11 && ptg>4.) {
 203          hmpt->Fill((pt_1 - 1/ptg)/(1/ptg)*100.);
 204       } else {
 205          Float_t phig=TMath::ATan2(gt[ngood].py,gt[ngood].px);
 206          hp->Fill((phi - phig)*1000.);
 207
 208          Float_t lamg=TMath::ATan2(gt[ngood].pz,ptg);
 209          hl->Fill((lam - lamg)*1000.);
 210
 211          hpt->Fill((pt_1 - 1/ptg)/(1/ptg)*100.);
 212       }
 213
 214       Float_t mom=1./(pt_1*TMath::Cos(lam));
 215       Float_t dedx=track->GetdEdx();
 216       hep->Fill(mom,dedx,1.);
 217       if (TMath::Abs(gt[ngood].code)==211)
 218          if (mom>0.4 && mom<0.5) {
 219             he->Fill(dedx,1.);
 220          }
 221
 222    }
 223
 224    cout<<"\nList of Not found tracks :\n";
 225    for ( i = 0; i< itrack_notfound; i++){
 226      cout<<track_notfound[i]<<"\t";
 227      if ((i%5)==4) cout<<"\n";
 228    }
 229    cout<<"\nList of fake  tracks :\n";
 230    for ( i = 0; i< itrack_fake; i++){
 231      cout<<track_fake[i]<<"\t";
 232      if ((i%5)==4) cout<<"\n";
 233    }
 234     cout<<"\nList of multiple found tracks :\n";
 235    for ( i=0; i<itrack_multifound; i++) {
 236        cout<<"id.   "<<track_multifound[i]
 237            <<"     found - "<<track_multifound_n[i]<<"times\n";
 238    }
 239
 240    Stat_t ng=hgood->GetEntries(), nf=hfound->GetEntries();
 241    if (ng!=0) cerr<<"\n\nIntegral efficiency is about "<<nf/ng*100.<<" %\n";
 242    cout<<"Total number of found tracks ="<<nentr<<endl;
 243    cout<<"Total number of \"good\" tracks ="
 244        <<mingood<<"   (selected for comparison: "<<ng<<')'<<endl<<endl;
 245
 246
 247    gStyle->SetOptStat(111110);
 248    gStyle->SetOptFit(1);
 249
 250    TCanvas *c1=new TCanvas("c1","",0,0,700,850);
 251
 252    TPad *p1=new TPad("p1","",0,0.3,.5,.6); p1->Draw();
 253    p1->cd(); p1->SetFillColor(42); p1->SetFrameFillColor(10);
 254    hp->SetFillColor(4);  hp->SetXTitle("(mrad)"); hp->Fit("gaus"); c1->cd();
 255
 256    TPad *p2=new TPad("p2","",0.5,.3,1,.6); p2->Draw();
 257    p2->cd(); p2->SetFillColor(42); p2->SetFrameFillColor(10);
 258    hl->SetXTitle("(mrad)"); hl->Fit("gaus"); c1->cd();
 259
 260    TPad *p3=new TPad("p3","",0,0,0.5,0.3); p3->Draw();
 261    p3->cd(); p3->SetFillColor(42); p3->SetFrameFillColor(10);
 262    hpt->SetXTitle("(%)"); hpt->Fit("gaus"); c1->cd();
 263
 264    TPad *p4=new TPad("p4","",0.5,0,1,0.3); p4->Draw();
 265    p4->cd(); p4->SetFillColor(42); p4->SetFrameFillColor(10);
 266    hmpt->SetXTitle("(%)"); hmpt->Fit("gaus"); c1->cd();
 267
 268    TPad *p5=new TPad("p5","",0,0.6,1,1); p5->Draw(); p5->cd();
 269    p5->SetFillColor(41); p5->SetFrameFillColor(10);
 270    hfound->Sumw2(); hgood->Sumw2(); hfake->Sumw2();
 271    hg->Divide(hfound,hgood,1,1.,"b");
 272    hf->Divide(hfake,hgood,1,1.,"b");
 273    hg->SetMaximum(1.4);
 274    hg->SetYTitle("Tracking efficiency");
 275    hg->SetXTitle("Pt (GeV/c)");
 276    hg->Draw();
 277
 278    TLine *line1 = new TLine(0.1,1.0,6.1,1.0); line1->SetLineStyle(4);
 279    line1->Draw("same");
 280    TLine *line2 = new TLine(0.1,0.9,6.1,0.9); line2->SetLineStyle(4);
 281    line2->Draw("same");
 282
 283    hf->SetFillColor(1);
 284    hf->SetFillStyle(3013);
 285    hf->SetLineColor(2);
 286    hf->SetLineWidth(2);
 287    hf->Draw("histsame");
 288    TText *text = new TText(0.461176,0.248448,"Fake tracks");
 289    text->SetTextSize(0.05);
 290    text->Draw();
 291    text = new TText(0.453919,1.11408,"Good tracks");
 292    text->SetTextSize(0.05);
 293    text->Draw();
 294
 295
 296
 297    TCanvas *c2=new TCanvas("c2","",320,32,530,590);
 298
 299    TPad *p6=new TPad("p6","",0.,0.,1.,.5); p6->Draw();
 300    p6->cd(); p6->SetFillColor(42); p6->SetFrameFillColor(10);
 301    he->SetFillColor(2); he->SetFillStyle(3005);
 302    he->SetXTitle("Arbitrary Units");
 303    he->Fit("gaus"); c2->cd();
 304
 305    TPad *p7=new TPad("p7","",0.,0.5,1.,1.); p7->Draw();
 306    p7->cd(); p7->SetFillColor(42); p7->SetFrameFillColor(10);
 307    hep->SetXTitle("p (Gev/c)"); hep->SetYTitle("dE/dX (Arb. Units)");
 308    hep->Draw(); c1->cd();
 309
 310    gBenchmark->Stop("AliTPCComparison");
 311    gBenchmark->Show("AliTPCComparison");
 312
 313    delete rl;
 314    return 0;
 315 }
 316
 317
 318 Int_t
 319 good_tracks_tpc(GoodTrackTPC *gt, const Int_t max, const char* evfoldname) {
 320    Int_t nt=0;
 321
 322    AliRunLoader *rl = AliRunLoader::GetRunLoader(evfoldname);
 323    if (rl == 0x0) {
 324       ::Fatal("AliTPCComparison.C::good_tracks_tpc",
 325               "Can not find Run Loader in Folder Named %s",
 326               evfoldname);
 327    }
 328    AliTPCLoader *tpcl = (AliTPCLoader *)rl->GetLoader("TPCLoader");
 329    if (tpcl == 0x0) {
 330        cerr<<"AliTPCHits2Digits.C : Can not find TPCLoader\n";
 331        delete rl;
 332        return 0;
 333    }
 334
 335    rl->LoadgAlice();
 336
 337    AliTPC *TPC=(AliTPC*)rl->GetAliRun()->GetDetector("TPC");
 338    Int_t ver = TPC->IsVersion();
 339    cerr<<"TPC version "<<ver<<" has been found !\n";
 340
 341    rl->CdGAFile();
 342    AliTPCParamSR *digp=(AliTPCParamSR*)gDirectory->Get("75x40_100x60_150x60");
 343    if (!digp) { cerr<<"TPC parameters have not been found !\n"; exit(6); }
 344    TPC->SetParam(digp);
 345
 346    rl->LoadHeader();
 347
 348    Int_t np = rl->GetHeader()->GetNtrack();
 349
 350
 351    Int_t nrow_up=digp->GetNRowUp();
 352    Int_t nrows=digp->GetNRowLow()+nrow_up;
 353    Int_t zero=digp->GetZeroSup();
 354    Int_t gap=Int_t(0.125*nrows), shift=Int_t(0.5*gap);
 355    Int_t good_number=Int_t(0.4*nrows);
 356
 357    Int_t *good=new Int_t[np];
 358    Int_t i;
 359    for (i=0; i<np; i++) good[i]=0;
 360
 361
 362    switch (ver) {
 363    case 1:
 364      {
 365       tpcl->LoadRecPoints();
 366       AliTPCClustersArray *pca=new AliTPCClustersArray, &ca=*pca;
 367       ca.Setup(digp);
 368       ca.SetClusterType("AliTPCcluster");
 369       ca.ConnectTree(tpcl->TreeR());
 370       Int_t nrows=Int_t(ca.GetTree()->GetEntries());
 371       for (Int_t n=0; n<nrows; n++) {
 372           AliSegmentID *s=ca.LoadEntry(n);
 373           Int_t sec,row;
 374           digp->AdjustSectorRow(s->GetID(),sec,row);
 375           AliTPCClustersRow &clrow = *ca.GetRow(sec,row);
 376           Int_t ncl=clrow.GetArray()->GetEntriesFast();
 377           while (ncl--) {
 378               AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)clrow[ncl];
 379               Int_t lab=c->GetLabel(0);
 380               if (lab<0) continue; //noise cluster
 381               lab=TMath::Abs(lab);
 382
 383               if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 384                  if (row==nrow_up-1) good[lab]|=0x4000;
 385               if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 386                  if (row==nrow_up-1-gap) good[lab]|=0x1000;
 387
 388               if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 389                  if (row==nrow_up-1-shift) good[lab]|=0x2000;
 390               if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 391                  if (row==nrow_up-1-gap-shift) good[lab]|=0x800;
 392
 393               good[lab]++;
 394           }
 395           ca.ClearRow(sec,row);
 396       }
 397       delete pca;
 398       tpcl->UnloadRecPoints();
 399      }
 400      break;
 401    case 2:
 402      {
 403       tpcl->LoadDigits();
 404       TTree *TD=tpcl->TreeD();
 405
 406       AliSimDigits da, *digits=&da;
 407       TD->GetBranch("Segment")->SetAddress(&digits);
 408
 409       Int_t *count = new Int_t[np];
 410       Int_t i;
 411       for (i=0; i<np; i++) count[i]=0;
 412
 413       Int_t sectors_by_rows=(Int_t)TD->GetEntries();
 414       for (i=0; i<sectors_by_rows; i++) {
 415           if (!TD->GetEvent(i)) continue;
 416           Int_t sec,row;
 417           digp->AdjustSectorRow(digits->GetID(),sec,row);
 418           cerr<<sec<<' '<<row<<"                                     \r";
 419           digits->First();
 420           do { //Many thanks to J.Chudoba who noticed this
 421               Int_t it=digits->CurrentRow(), ip=digits->CurrentColumn();
 422               Short_t dig = digits->GetDigit(it,ip);
 423               Int_t idx0=digits->GetTrackID(it,ip,0);
 424               Int_t idx1=digits->GetTrackID(it,ip,1);
 425               Int_t idx2=digits->GetTrackID(it,ip,2);
 426               if (idx0>=0 && dig>=zero && idx0<np) count[idx0]+=1;
 427               if (idx1>=0 && dig>=zero && idx1<np) count[idx1]+=1;
 428               if (idx2>=0 && dig>=zero && idx2<np) count[idx2]+=1;
 429           } while (digits->Next());
 430           for (Int_t j=0; j<np; j++) {
 431               if (count[j]>1) {
 432                  if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 433                    if (row==nrow_up-1    ) good[j]|=0x4000;
 434                  if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 435                    if (row==nrow_up-1-gap) good[j]|=0x1000;
 436
 437                  if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 438                    if (row==nrow_up-1-shift) good[j]|=0x2000;
 439                  if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 440                    if (row==nrow_up-1-gap-shift) good[j]|=0x800;
 441                  good[j]++;
 442               }
 443               count[j]=0;
 444           }
 445       }
 446       delete[] count;
 447       tpcl->UnloadDigits();
 448      }
 449       break;
 450    default:
 451       cerr<<"Invalid TPC version !\n";
 452       delete rl;
 453       exit(7);
 454    }
 455
 456    rl->LoadKinematics();
 457    AliStack* stack = rl->Stack();
 458    /** select tracks which are "good" enough **/
 459    for (i=0; i<np; i++) {
 460       if ((good[i]&0x5000) != 0x5000)
 461       if ((good[i]&0x2800) != 0x2800) continue;
 462       if ((good[i]&0x7FF ) < good_number) continue;
 463
 464       TParticle *p = (TParticle*)stack->Particle(i);
 465       if (p == 0x0)
 466        {
 467          cerr<<"Can not get particle "<<i<<endl;
 468          continue;
 469        }
 470       if (p->Pt()<0.100) continue;
 471       if (TMath::Abs(p->Pz()/p->Pt())>0.999) continue;
 472
 473       Int_t j=p->GetFirstMother();
 474       if (j>=0) {
 475         TParticle *pp = (TParticle*)stack->Particle(j);
 476         if (pp == 0x0)
 477          {
 478            cerr<<"Can not get particle "<<j<<endl;
 479            continue;
 480          }
 481         if (pp->GetFirstMother()>=0) continue;//only one decay is allowed
 482         /*  for cascade hyperons only
 483         Int_t jj=pp->GetFirstMother();
 484         if (jj>=0) {
 485           TParticle *ppp = (TParticle*)stack->Particle(jj);
 486           if (ppp->GetFirstMother()>=0) continue;//two decays are allowed
 487         }
 488         */
 489       }
 490
 491       gt[nt].lab=i;
 492       gt[nt].code=p->GetPdgCode();
 493       gt[nt].px=0.; gt[nt].py=0.; gt[nt].pz=0.;
 494       gt[nt].x=0.; gt[nt].y=0.; gt[nt].z=0.;
 495       nt++;
 496       if (nt==max) {cerr<<"Too many good tracks !\n"; break;}
 497       cerr<<np-i<<"                \r";
 498    }
 499    rl->UnloadKinematics();
 500
 501    /** check if there is also information at the entrance of the TPC **/
 502
 503    tpcl->LoadHits();
 504    TTree *TH=tpcl->TreeH();
 505    TPC->SetTreeAddress();
 506    np=(Int_t)TH->GetEntries();
 507    for (i=0; i<np; i++) {
 508       TPC->ResetHits();
 509       TH->GetEvent(i);
 510       AliTPChit *phit = (AliTPChit*)TPC->FirstHit(-1);
 511       for ( ; phit; phit=(AliTPChit*)TPC->NextHit() ) {
 512          if (phit->fQ !=0. ) continue;
 513
 514          Double_t px=phit->X(), py=phit->Y(), pz=phit->Z();
 515
 516          if ((phit=(AliTPChit*)TPC->NextHit())==0) break;
 517          if (phit->fQ != 0.) continue;
 518
 519          Double_t x=phit->X(), y=phit->Y(), z=phit->Z();
 520          if (TMath::Sqrt(x*x+y*y)>90.) continue;
 521
 522          Int_t j, lab=phit->Track();
 523          for (j=0; j<nt; j++) {if (gt[j].lab==lab) break;}
 524          if (j==nt) continue;
 525
 526          // (px,py,pz) - in global coordinate system, (x,y,z) - in local !
 527          gt[j].px=px; gt[j].py=py; gt[j].pz=pz;
 528          Float_t cs,sn; digp->AdjustCosSin(phit->fSector,cs,sn);
 529          gt[j].x = x*cs + y*sn;
 530          gt[j].y =-x*sn + y*cs;
 531          gt[j].z = z;
 532       }
 533       cerr<<np-i<<"                \r";
 534    }
 535
 536    delete[] good;
 537
 538    tpcl->UnloadHits();
 539    rl->UnloadgAlice();
 540
 541    gBenchmark->Stop("AliTPCComparison");
 542    gBenchmark->Show("AliTPCComparison");
 543    return nt;
 544 }