TPC/AliTPCCorrection.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 // _________________________________________________________________
  17 //
  18 // Begin_Html
  19 //   <h2>  AliTPCCorrection class   </h2>
  20 //
  21 //   The AliTPCCorrection class provides a general framework to deal with space point distortions.
  22 //   An correction class which inherits from here is for example AliTPCExBBShape or AliTPCExBTwist. <br>
  23 //   General virtual functions are (for example) CorrectPoint(x,roc) where x is the vector of initial
  24 //   positions in cartesian coordinates and roc represents the read-out chamber number according to
  25 //   the offline numbering convention. The vector x is overwritten with the corrected coordinates. <br>
  26 //   An alternative usage would be CorrectPoint(x,roc,dx), which leaves the vector x untouched, but
  27 //   returns the distortions via the vector dx. <br>
  28 //   This class is normally used via the general class AliTPCComposedCorrection.
  29 //   <p>
  30 //   Furthermore, the class contains basic geometrical descriptions like field cage radii
  31 //   (fgkIFCRadius, fgkOFCRadius) and length (fgkTPCZ0) plus the voltages. Also, the definitions
  32 //   of size and widths of the fulcrums building the grid of the final look-up table, which is
  33 //   then interpolated, is defined in kNX and fgkXList).
  34 //   <p>
  35 //   All physics-model classes below are derived from this class in order to not duplicate code
  36 //   and to allow a uniform treatment of all physics models.
  37 //   <p>
  38 //   <h3> Poisson solver </h3>
  39 //   A numerical solver of the Poisson equation (relaxation technique) is implemented for 2-dimensional
  40 //   geometries (r,z) as well as for 3-dimensional problems (r,$\phi$,z). The corresponding function
  41 //   names are PoissonRelaxation?D. The relevant function arguments are the arrays of the boundary and
  42 //   initial conditions (ArrayofArrayV, ArrayofChargeDensities) as well as the grid granularity which
  43 //   is used during the calculation. These inputs can be chosen according to the needs of the physical
  44 //   effect which is supposed to be simulated. In the 3D version, different symmetry conditions can be set
  45 //   in order to reduce the calculation time (used in AliTPCFCVoltError3D).
  46 //   <p>
  47 //   <h3> Unified plotting functionality  </h3>
  48 //   Generic plot functions were implemented. They return a histogram pointer in the chosen plane of
  49 //   the TPC drift volume with a selectable grid granularity and the magnitude of the correction vector.
  50 //   For example, the function CreateHistoDZinXY(z,nx,ny) returns a 2-dimensional histogram which contains
  51 //   the longitudinal corrections $dz$ in the (x,y)-plane at the given z position with the granularity of
  52 //   nx and ny. The magnitude of the corrections is defined by the class from which this function is called.
  53 //   In the same manner, standard plots for the (r,$\phi$)-plane and for the other corrections like $dr$ and $rd\phi$ are available
  54 //   <p>
  55 //   Note: This class is normally used via the class AliTPCComposedCorrection
  56 // End_Html
  57 //
  58 // Begin_Macro(source)
  59 //   {
  60 //   gROOT->SetStyle("Plain"); gStyle->SetPalette(1);
  61 //   TCanvas *c2 = new TCanvas("c2","c2",700,1050);  c2->Divide(2,3);
  62 //   AliTPCROCVoltError3D roc; // EXAMPLE PLOTS - SEE BELOW
  63 //   roc.SetOmegaTauT1T2(0,1,1); // B=0
  64 //   Float_t z0 = 1; // at +1 cm -> A side
  65 //   c2->cd(1); roc.CreateHistoDRinXY(1.,300,300)->Draw("cont4z");
  66 //   c2->cd(3);roc.CreateHistoDRPhiinXY(1.,300,300)->Draw("cont4z");
  67 //   c2->cd(5);roc.CreateHistoDZinXY(1.,300,300)->Draw("cont4z");
  68 //   Float_t phi0=0.5;
  69 //   c2->cd(2);roc.CreateHistoDRinZR(phi0)->Draw("surf2");
  70 //   c2->cd(4);roc.CreateHistoDRPhiinZR(phi0)->Draw("surf2");
  71 //   c2->cd(6);roc.CreateHistoDZinZR(phi0)->Draw("surf2");
  72 //   return c2;
  73 //   }
  74 // End_Macro
  75 //
  76 // Begin_Html
  77 //   <p>
  78 //   Date: 27/04/2010  <br>
  79 //   Authors: Magnus Mager, Stefan Rossegger, Jim Thomas
  80 // End_Html
  81 // _________________________________________________________________
  82
  83
  84 #include "Riostream.h"
  85
  86 #include <TH2F.h>
  87 #include <TMath.h>
  88 #include <TROOT.h>
  89 #include <TTreeStream.h>
  90 #include <TTree.h>
  91 #include <TFile.h>
  92 #include <TTimeStamp.h>
  93 #include <AliCDBStorage.h>
  94 #include <AliCDBId.h>
  95 #include <AliCDBMetaData.h>
  96 #include "TVectorD.h"
  97 #include "AliTPCParamSR.h"
  98
  99 #include "AliTPCCorrection.h"
 100 #include "AliLog.h"
 101
 102 #include "AliExternalTrackParam.h"
 103 #include "AliTrackPointArray.h"
 104 #include "TDatabasePDG.h"
 105 #include "AliTrackerBase.h"
 106 #include "AliTPCROC.h"
 107 #include "THnSparse.h"
 108
 109 #include "AliTPCLaserTrack.h"
 110 #include "AliESDVertex.h"
 111 #include "AliVertexerTracks.h"
 112 #include "TDatabasePDG.h"
 113 #include "TF1.h"
 114 #include "TRandom.h"
 115
 116 #include "TDatabasePDG.h"
 117
 118 #include "AliTPCTransform.h"
 119 #include "AliTPCcalibDB.h"
 120 #include "AliTPCExB.h"
 121
 122 #include "AliTPCRecoParam.h"
 123
 124
 125 ClassImp(AliTPCCorrection)
 126
 127
 128 TObjArray *AliTPCCorrection::fgVisualCorrection=0;
 129 // instance of correction for visualization
 130
 131
 132 // FIXME: the following values should come from the database
 133 const Double_t AliTPCCorrection::fgkTPCZ0    = 249.7;     // nominal gating grid position
 134 const Double_t AliTPCCorrection::fgkIFCRadius=  83.5;     // radius which renders the "18 rod manifold" best -> compare calc. of Jim Thomas
 135 // compare gkIFCRadius=  83.05: Mean Radius of the Inner Field Cage ( 82.43 min,  83.70 max) (cm)
 136 const Double_t AliTPCCorrection::fgkOFCRadius= 254.5;     // Mean Radius of the Outer Field Cage (252.55 min, 256.45 max) (cm)
 137 const Double_t AliTPCCorrection::fgkZOffSet  =   0.2;     // Offset from CE: calculate all distortions closer to CE as if at this point
 138 const Double_t AliTPCCorrection::fgkCathodeV = -100000.0; // Cathode Voltage (volts)
 139 const Double_t AliTPCCorrection::fgkGG       =     -70.0; // Gating Grid voltage (volts)
 140
 141 const Double_t  AliTPCCorrection::fgkdvdE = 0.0024; // [cm/V] drift velocity dependency on the E field (from Magboltz for NeCO2N2 at standard environment)
 142
 143 const Double_t AliTPCCorrection::fgkEM = -1.602176487e-19/9.10938215e-31; // charge/mass in [C/kg]
 144 const Double_t AliTPCCorrection::fgke0 = 8.854187817e-12;                 // vacuum permittivity [A·s/(V·m)]
 145
 146
 147 AliTPCCorrection::AliTPCCorrection()
 148   : TNamed("correction_unity","unity"),fILow(0),fJLow(0),fKLow(0), fT1(1), fT2(1)
 149 {
 150   //
 151   // default constructor
 152   //
 153   if (!fgVisualCorrection) fgVisualCorrection= new TObjArray;
 154
 155   InitLookUpfulcrums();
 156
 157 }
 158
 159 AliTPCCorrection::AliTPCCorrection(const char *name,const char *title)
 160 : TNamed(name,title),fILow(0),fJLow(0),fKLow(0), fT1(1), fT2(1)
 161 {
 162   //
 163   // default constructor, that set the name and title
 164   //
 165   if (!fgVisualCorrection) fgVisualCorrection= new TObjArray;
 166
 167   InitLookUpfulcrums();
 168
 169 }
 170
 171 AliTPCCorrection::~AliTPCCorrection() {
 172   //
 173   // virtual destructor
 174   //
 175 }
 176
 177 void AliTPCCorrection::CorrectPoint(Float_t x[],const Short_t roc) {
 178   //
 179   // Corrects the initial coordinates x (cartesian coordinates)
 180   // according to the given effect (inherited classes)
 181   // roc represents the TPC read out chamber (offline numbering convention)
 182   //
 183   Float_t dx[3];
 184   GetCorrection(x,roc,dx);
 185   for (Int_t j=0;j<3;++j) x[j]+=dx[j];
 186 }
 187
 188 void AliTPCCorrection::CorrectPoint(const Float_t x[],const Short_t roc,Float_t xp[]) {
 189   //
 190   // Corrects the initial coordinates x (cartesian coordinates) and stores the new
 191   // (distorted) coordinates in xp. The distortion is set according to the given effect (inherited classes)
 192   // roc represents the TPC read out chamber (offline numbering convention)
 193   //
 194   Float_t dx[3];
 195   GetCorrection(x,roc,dx);
 196   for (Int_t j=0;j<3;++j) xp[j]=x[j]+dx[j];
 197 }
 198
 199 void AliTPCCorrection::DistortPoint(Float_t x[],const Short_t roc) {
 200   //
 201   // Distorts the initial coordinates x (cartesian coordinates)
 202   // according to the given effect (inherited classes)
 203   // roc represents the TPC read out chamber (offline numbering convention)
 204   //
 205   Float_t dx[3];
 206   GetDistortion(x,roc,dx);
 207   for (Int_t j=0;j<3;++j) x[j]+=dx[j];
 208 }
 209
 210 void AliTPCCorrection::DistortPointLocal(Float_t x[],const Short_t roc) {
 211   //
 212   // Distorts the initial coordinates x (cartesian coordinates)
 213   // according to the given effect (inherited classes)
 214   // roc represents the TPC read out chamber (offline numbering convention)
 215   //
 216   Float_t gxyz[3]={0,0,0};
 217   Double_t alpha = TMath::Pi()*(roc%18+0.5)/18;
 218   Double_t ca=TMath::Cos(alpha), sa= TMath::Sin(alpha);
 219   gxyz[0]=  ca*x[0]+sa*x[1];
 220   gxyz[1]= -sa*x[0]+ca*x[1];
 221   gxyz[2]= x[2];
 222   DistortPoint(gxyz,roc);
 223   x[0]=  ca*gxyz[0]-sa*gxyz[1];
 224   x[1]= +sa*gxyz[0]+ca*gxyz[1];
 225   x[2]= gxyz[2];
 226 }
 227 void AliTPCCorrection::CorrectPointLocal(Float_t x[],const Short_t roc) {
 228   //
 229   // Distorts the initial coordinates x (cartesian coordinates)
 230   // according to the given effect (inherited classes)
 231   // roc represents the TPC read out chamber (offline numbering convention)
 232   //
 233   Float_t gxyz[3]={0,0,0};
 234   Double_t alpha = TMath::Pi()*(roc%18+0.5)/18;
 235   Double_t ca=TMath::Cos(alpha), sa= TMath::Sin(alpha);
 236   gxyz[0]=  ca*x[0]+sa*x[1];
 237   gxyz[1]= -sa*x[0]+ca*x[1];
 238   gxyz[2]= x[2];
 239   CorrectPoint(gxyz,roc);
 240   x[0]=  ca*gxyz[0]-sa*gxyz[1];
 241   x[1]=  sa*gxyz[0]+ca*gxyz[1];
 242   x[2]=  gxyz[2];
 243 }
 244
 245 void AliTPCCorrection::DistortPoint(const Float_t x[],const Short_t roc,Float_t xp[]) {
 246   //
 247   // Distorts the initial coordinates x (cartesian coordinates) and stores the new
 248   // (distorted) coordinates in xp. The distortion is set according to the given effect (inherited classes)
 249   // roc represents the TPC read out chamber (offline numbering convention)
 250   //
 251   Float_t dx[3];
 252   GetDistortion(x,roc,dx);
 253   for (Int_t j=0;j<3;++j) xp[j]=x[j]+dx[j];
 254 }
 255
 256 void AliTPCCorrection::GetCorrection(const Float_t /*x*/[],const Short_t /*roc*/,Float_t dx[]) {
 257   //
 258   // This function delivers the correction values dx in respect to the inital coordinates x
 259   // roc represents the TPC read out chamber (offline numbering convention)
 260   // Note: The dx is overwritten by the inherited effectice class ...
 261   //
 262   for (Int_t j=0;j<3;++j) { dx[j]=0.; }
 263 }
 264
 265 void AliTPCCorrection::GetDistortion(const Float_t x[],const Short_t roc,Float_t dx[]) {
 266   //
 267   // This function delivers the distortion values dx in respect to the inital coordinates x
 268   // roc represents the TPC read out chamber (offline numbering convention)
 269   //
 270   GetCorrection(x,roc,dx);
 271   for (Int_t j=0;j<3;++j) dx[j]=-dx[j];
 272 }
 273
 274 void AliTPCCorrection::Init() {
 275   //
 276   // Initialization funtion (not used at the moment)
 277   //
 278 }
 279
 280 void AliTPCCorrection::Update(const TTimeStamp &/*timeStamp*/) {
 281   //
 282   // Update function
 283   //
 284 }
 285
 286 void AliTPCCorrection::Print(Option_t* /*option*/) const {
 287   //
 288   // Print function to check which correction classes are used
 289   // option=="d" prints details regarding the setted magnitude
 290   // option=="a" prints the C0 and C1 coefficents for calibration purposes
 291   //
 292   printf("TPC spacepoint correction: \"%s\"\n",GetTitle());
 293 }
 294
 295 void AliTPCCorrection:: SetOmegaTauT1T2(Float_t /*omegaTau*/,Float_t t1,Float_t t2) {
 296   //
 297   // Virtual funtion to pass the wt values (might become event dependent) to the inherited classes
 298   // t1 and t2 represent the "effective omegaTau" corrections and were measured in a dedicated
 299   // calibration run
 300   //
 301   fT1=t1;
 302   fT2=t2;
 303   //SetOmegaTauT1T2(omegaTau, t1, t2);
 304 }
 305
 306 TH2F* AliTPCCorrection::CreateHistoDRinXY(Float_t z,Int_t nx,Int_t ny) {
 307   //
 308   // Simple plot functionality.
 309   // Returns a 2d hisogram which represents the corrections in radial direction (dr)
 310   // in respect to position z within the XY plane.
 311   // The histogramm has nx times ny entries.
 312   //
 313   AliTPCParam* tpcparam = new AliTPCParamSR;
 314
 315   TH2F *h=CreateTH2F("dr_xy",GetTitle(),"x [cm]","y [cm]","dr [cm]",
 316                      nx,-250.,250.,ny,-250.,250.);
 317   Float_t x[3],dx[3];
 318   x[2]=z;
 319   Int_t roc=z>0.?0:18; // FIXME
 320   for (Int_t iy=1;iy<=ny;++iy) {
 321     x[1]=h->GetYaxis()->GetBinCenter(iy);
 322     for (Int_t ix=1;ix<=nx;++ix) {
 323       x[0]=h->GetXaxis()->GetBinCenter(ix);
 324       GetCorrection(x,roc,dx);
 325       Float_t r0=TMath::Sqrt((x[0]      )*(x[0]      )+(x[1]      )*(x[1]      ));
 326       if (tpcparam->GetPadRowRadii(0,0)<=r0 && r0<=tpcparam->GetPadRowRadii(36,95)) {
 327         Float_t r1=TMath::Sqrt((x[0]+dx[0])*(x[0]+dx[0])+(x[1]+dx[1])*(x[1]+dx[1]));
 328         h->SetBinContent(ix,iy,r1-r0);
 329       }
 330       else
 331         h->SetBinContent(ix,iy,0.);
 332     }
 333   }
 334   delete tpcparam;
 335   return h;
 336 }
 337
 338 TH2F* AliTPCCorrection::CreateHistoDRPhiinXY(Float_t z,Int_t nx,Int_t ny) {
 339   //
 340   // Simple plot functionality.
 341   // Returns a 2d hisogram which represents the corrections in rphi direction (drphi)
 342   // in respect to position z within the XY plane.
 343   // The histogramm has nx times ny entries.
 344   //
 345
 346   AliTPCParam* tpcparam = new AliTPCParamSR;
 347
 348   TH2F *h=CreateTH2F("drphi_xy",GetTitle(),"x [cm]","y [cm]","drphi [cm]",
 349                      nx,-250.,250.,ny,-250.,250.);
 350   Float_t x[3],dx[3];
 351   x[2]=z;
 352   Int_t roc=z>0.?0:18; // FIXME
 353   for (Int_t iy=1;iy<=ny;++iy) {
 354     x[1]=h->GetYaxis()->GetBinCenter(iy);
 355     for (Int_t ix=1;ix<=nx;++ix) {
 356       x[0]=h->GetXaxis()->GetBinCenter(ix);
 357       GetCorrection(x,roc,dx);
 358       Float_t r0=TMath::Sqrt((x[0]      )*(x[0]      )+(x[1]      )*(x[1]      ));
 359       if (tpcparam->GetPadRowRadii(0,0)<=r0 && r0<=tpcparam->GetPadRowRadii(36,95)) {
 360         Float_t phi0=TMath::ATan2(x[1]      ,x[0]      );
 361         Float_t phi1=TMath::ATan2(x[1]+dx[1],x[0]+dx[0]);
 362
 363         Float_t dphi=phi1-phi0;
 364         if (dphi<TMath::Pi()) dphi+=TMath::TwoPi();
 365         if (dphi>TMath::Pi()) dphi-=TMath::TwoPi();
 366
 367         h->SetBinContent(ix,iy,r0*dphi);
 368       }
 369       else
 370         h->SetBinContent(ix,iy,0.);
 371     }
 372   }
 373   delete tpcparam;
 374   return h;
 375 }
 376
 377 TH2F* AliTPCCorrection::CreateHistoDZinXY(Float_t z,Int_t nx,Int_t ny) {
 378   //
 379   // Simple plot functionality.
 380   // Returns a 2d hisogram which represents the corrections in longitudinal direction (dz)
 381   // in respect to position z within the XY plane.
 382   // The histogramm has nx times ny entries.
 383   //
 384
 385   AliTPCParam* tpcparam = new AliTPCParamSR;
 386
 387   TH2F *h=CreateTH2F("dz_xy",GetTitle(),"x [cm]","y [cm]","dz [cm]",
 388                      nx,-250.,250.,ny,-250.,250.);
 389   Float_t x[3],dx[3];
 390   x[2]=z;
 391   Int_t roc=z>0.?0:18; // FIXME
 392   for (Int_t iy=1;iy<=ny;++iy) {
 393     x[1]=h->GetYaxis()->GetBinCenter(iy);
 394     for (Int_t ix=1;ix<=nx;++ix) {
 395       x[0]=h->GetXaxis()->GetBinCenter(ix);
 396       GetCorrection(x,roc,dx);
 397       Float_t r0=TMath::Sqrt((x[0]      )*(x[0]      )+(x[1]      )*(x[1]      ));
 398       if (tpcparam->GetPadRowRadii(0,0)<=r0 && r0<=tpcparam->GetPadRowRadii(36,95)) {
 399         h->SetBinContent(ix,iy,dx[2]);
 400       }
 401       else
 402         h->SetBinContent(ix,iy,0.);
 403     }
 404   }
 405   delete tpcparam;
 406   return h;
 407 }
 408
 409 TH2F* AliTPCCorrection::CreateHistoDRinZR(Float_t phi,Int_t nz,Int_t nr) {
 410   //
 411   // Simple plot functionality.
 412   // Returns a 2d hisogram which represents the corrections in r direction (dr)
 413   // in respect to angle phi within the ZR plane.
 414   // The histogramm has nx times ny entries.
 415   //
 416   TH2F *h=CreateTH2F("dr_zr",GetTitle(),"z [cm]","r [cm]","dr [cm]",
 417                      nz,-250.,250.,nr,85.,250.);
 418   Float_t x[3],dx[3];
 419   for (Int_t ir=1;ir<=nr;++ir) {
 420     Float_t radius=h->GetYaxis()->GetBinCenter(ir);
 421     x[0]=radius*TMath::Cos(phi);
 422     x[1]=radius*TMath::Sin(phi);
 423     for (Int_t iz=1;iz<=nz;++iz) {
 424       x[2]=h->GetXaxis()->GetBinCenter(iz);
 425       Int_t roc=x[2]>0.?0:18; // FIXME
 426       GetCorrection(x,roc,dx);
 427       Float_t r0=TMath::Sqrt((x[0]      )*(x[0]      )+(x[1]      )*(x[1]      ));
 428       Float_t r1=TMath::Sqrt((x[0]+dx[0])*(x[0]+dx[0])+(x[1]+dx[1])*(x[1]+dx[1]));
 429       h->SetBinContent(iz,ir,r1-r0);
 430     }
 431   }
 432   return h;
 433
 434 }
 435
 436 TH2F* AliTPCCorrection::CreateHistoDRPhiinZR(Float_t phi,Int_t nz,Int_t nr) {
 437   //
 438   // Simple plot functionality.
 439   // Returns a 2d hisogram which represents the corrections in rphi direction (drphi)
 440   // in respect to angle phi within the ZR plane.
 441   // The histogramm has nx times ny entries.
 442   //
 443   TH2F *h=CreateTH2F("drphi_zr",GetTitle(),"z [cm]","r [cm]","drphi [cm]",
 444                      nz,-250.,250.,nr,85.,250.);
 445   Float_t x[3],dx[3];
 446   for (Int_t iz=1;iz<=nz;++iz) {
 447     x[2]=h->GetXaxis()->GetBinCenter(iz);
 448     Int_t roc=x[2]>0.?0:18; // FIXME
 449     for (Int_t ir=1;ir<=nr;++ir) {
 450       Float_t radius=h->GetYaxis()->GetBinCenter(ir);
 451       x[0]=radius*TMath::Cos(phi);
 452       x[1]=radius*TMath::Sin(phi);
 453       GetCorrection(x,roc,dx);
 454       Float_t r0=TMath::Sqrt((x[0]      )*(x[0]      )+(x[1]      )*(x[1]      ));
 455       Float_t phi0=TMath::ATan2(x[1]      ,x[0]      );
 456       Float_t phi1=TMath::ATan2(x[1]+dx[1],x[0]+dx[0]);
 457
 458       Float_t dphi=phi1-phi0;
 459       if (dphi<TMath::Pi()) dphi+=TMath::TwoPi();
 460       if (dphi>TMath::Pi()) dphi-=TMath::TwoPi();
 461
 462       h->SetBinContent(iz,ir,r0*dphi);
 463     }
 464   }
 465   return h;
 466 }
 467
 468 TH2F* AliTPCCorrection::CreateHistoDZinZR(Float_t phi,Int_t nz,Int_t nr) {
 469   //
 470   // Simple plot functionality.
 471   // Returns a 2d hisogram which represents the corrections in longitudinal direction (dz)
 472   // in respect to angle phi within the ZR plane.
 473   // The histogramm has nx times ny entries.
 474   //
 475   TH2F *h=CreateTH2F("dz_zr",GetTitle(),"z [cm]","r [cm]","dz [cm]",
 476                      nz,-250.,250.,nr,85.,250.);
 477   Float_t x[3],dx[3];
 478   for (Int_t ir=1;ir<=nr;++ir) {
 479     Float_t radius=h->GetYaxis()->GetBinCenter(ir);
 480     x[0]=radius*TMath::Cos(phi);
 481     x[1]=radius*TMath::Sin(phi);
 482     for (Int_t iz=1;iz<=nz;++iz) {
 483       x[2]=h->GetXaxis()->GetBinCenter(iz);
 484       Int_t roc=x[2]>0.?0:18; // FIXME
 485       GetCorrection(x,roc,dx);
 486       h->SetBinContent(iz,ir,dx[2]);
 487     }
 488   }
 489   return h;
 490
 491 }
 492
 493
 494 TH2F* AliTPCCorrection::CreateTH2F(const char *name,const char *title,
 495                                    const char *xlabel,const char *ylabel,const char *zlabel,
 496                                   Int_t nbinsx,Double_t xlow,Double_t xup,
 497                                   Int_t nbinsy,Double_t ylow,Double_t yup) {
 498   //
 499   // Helper function to create a 2d histogramm of given size
 500   //
 501
 502   TString hname=name;
 503   Int_t i=0;
 504   if (gDirectory) {
 505     while (gDirectory->FindObject(hname.Data())) {
 506       hname =name;
 507       hname+="_";
 508       hname+=i;
 509       ++i;
 510     }
 511   }
 512   TH2F *h=new TH2F(hname.Data(),title,
 513                    nbinsx,xlow,xup,
 514                    nbinsy,ylow,yup);
 515   h->GetXaxis()->SetTitle(xlabel);
 516   h->GetYaxis()->SetTitle(ylabel);
 517   h->GetZaxis()->SetTitle(zlabel);
 518   h->SetStats(0);
 519   return h;
 520 }
 521
 522 // Simple Interpolation functions: e.g. with bi(tri)cubic interpolations (not yet in TH2 and TH3)
 523
 524 void AliTPCCorrection::Interpolate2DEdistortion( const Int_t order, const Double_t r, const Double_t z,
 525                                                   const Double_t er[kNZ][kNR], Double_t &erValue ) {
 526   //
 527   // Interpolate table - 2D interpolation
 528   //
 529   Double_t saveEr[5] = {0,0,0,0,0};
 530
 531   Search( kNZ,   fgkZList,  z,   fJLow   ) ;
 532   Search( kNR,   fgkRList,  r,   fKLow   ) ;
 533   if ( fJLow < 0 ) fJLow = 0 ;   // check if out of range
 534   if ( fKLow < 0 ) fKLow = 0 ;
 535   if ( fJLow + order  >=    kNZ - 1 ) fJLow =   kNZ - 1 - order ;
 536   if ( fKLow + order  >=    kNR - 1 ) fKLow =   kNR - 1 - order ;
 537
 538   for ( Int_t j = fJLow ; j < fJLow + order + 1 ; j++ ) {
 539       saveEr[j-fJLow]     = Interpolate( &fgkRList[fKLow], &er[j][fKLow], order, r )   ;
 540   }
 541   erValue = Interpolate( &fgkZList[fJLow], saveEr, order, z )   ;
 542
 543 }
 544
 545 void AliTPCCorrection::Interpolate3DEdistortion( const Int_t order, const Double_t r, const Float_t phi, const Double_t z,
 546                                                  const Double_t er[kNZ][kNPhi][kNR], const Double_t ephi[kNZ][kNPhi][kNR], const Double_t ez[kNZ][kNPhi][kNR],
 547                                                  Double_t &erValue, Double_t &ephiValue, Double_t &ezValue) {
 548   //
 549   // Interpolate table - 3D interpolation
 550   //
 551
 552   Double_t saveEr[5]= {0,0,0,0,0};
 553   Double_t savedEr[5]= {0,0,0,0,0} ;
 554
 555   Double_t saveEphi[5]= {0,0,0,0,0};
 556   Double_t savedEphi[5]= {0,0,0,0,0} ;
 557
 558   Double_t saveEz[5]= {0,0,0,0,0};
 559   Double_t savedEz[5]= {0,0,0,0,0} ;
 560
 561   Search( kNZ,   fgkZList,   z,   fILow   ) ;
 562   Search( kNPhi, fgkPhiList, z,   fJLow   ) ;
 563   Search( kNR,   fgkRList,   r,   fKLow   ) ;
 564
 565   if ( fILow < 0 ) fILow = 0 ;   // check if out of range
 566   if ( fJLow < 0 ) fJLow = 0 ;
 567   if ( fKLow < 0 ) fKLow = 0 ;
 568
 569   if ( fILow + order  >=    kNZ - 1 ) fILow =   kNZ - 1 - order ;
 570   if ( fJLow + order  >=  kNPhi - 1 ) fJLow = kNPhi - 1 - order ;
 571   if ( fKLow + order  >=    kNR - 1 ) fKLow =   kNR - 1 - order ;
 572
 573   for ( Int_t i = fILow ; i < fILow + order + 1 ; i++ ) {
 574     for ( Int_t j = fJLow ; j < fJLow + order + 1 ; j++ ) {
 575       saveEr[j-fJLow]     = Interpolate( &fgkRList[fKLow], &er[i][j][fKLow], order, r )   ;
 576       saveEphi[j-fJLow]   = Interpolate( &fgkRList[fKLow], &ephi[i][j][fKLow], order, r ) ;
 577       saveEz[j-fJLow]     = Interpolate( &fgkRList[fKLow], &ez[i][j][fKLow], order, r )   ;
 578     }
 579     savedEr[i-fILow]     = Interpolate( &fgkPhiList[fJLow], saveEr, order, phi )   ;
 580     savedEphi[i-fILow]   = Interpolate( &fgkPhiList[fJLow], saveEphi, order, phi ) ;
 581     savedEz[i-fILow]     = Interpolate( &fgkPhiList[fJLow], saveEz, order, phi )   ;
 582   }
 583   erValue     = Interpolate( &fgkZList[fILow], savedEr, order, z )    ;
 584   ephiValue   = Interpolate( &fgkZList[fILow], savedEphi, order, z )  ;
 585   ezValue     = Interpolate( &fgkZList[fILow], savedEz, order, z )    ;
 586
 587 }
 588
 589 Double_t AliTPCCorrection::Interpolate2DTable( const Int_t order, const Double_t x, const Double_t y,
 590                                               const Int_t nx,  const Int_t ny, const Double_t xv[], const Double_t yv[],
 591                                               const TMatrixD &array ) {
 592   //
 593   // Interpolate table (TMatrix format) - 2D interpolation
 594   //
 595
 596   static  Int_t jlow = 0, klow = 0 ;
 597   Double_t saveArray[5] = {0,0,0,0,0} ;
 598
 599   Search( nx,  xv,  x,   jlow  ) ;
 600   Search( ny,  yv,  y,   klow  ) ;
 601   if ( jlow < 0 ) jlow = 0 ;   // check if out of range
 602   if ( klow < 0 ) klow = 0 ;
 603   if ( jlow + order  >=    nx - 1 ) jlow =   nx - 1 - order ;
 604   if ( klow + order  >=    ny - 1 ) klow =   ny - 1 - order ;
 605
 606   for ( Int_t j = jlow ; j < jlow + order + 1 ; j++ )
 607     {
 608       Double_t *ajkl = &((TMatrixD&)array)(j,klow);
 609       saveArray[j-jlow]  = Interpolate( &yv[klow], ajkl , order, y )   ;
 610     }
 611
 612   return( Interpolate( &xv[jlow], saveArray, order, x ) )   ;
 613
 614 }
 615
 616 Double_t AliTPCCorrection::Interpolate3DTable( const Int_t order, const Double_t x,   const Double_t y,   const Double_t z,
 617                                               const Int_t  nx,    const Int_t  ny,    const Int_t  nz,
 618                                               const Double_t xv[], const Double_t yv[], const Double_t zv[],
 619                                               TMatrixD **arrayofArrays ) {
 620   //
 621   // Interpolate table (TMatrix format) - 3D interpolation
 622   //
 623
 624   static  Int_t ilow = 0, jlow = 0, klow = 0 ;
 625   Double_t saveArray[5]= {0,0,0,0,0};
 626   Double_t savedArray[5]= {0,0,0,0,0} ;
 627
 628   Search( nx, xv, x, ilow   ) ;
 629   Search( ny, yv, y, jlow   ) ;
 630   Search( nz, zv, z, klow   ) ;
 631
 632   if ( ilow < 0 ) ilow = 0 ;   // check if out of range
 633   if ( jlow < 0 ) jlow = 0 ;
 634   if ( klow < 0 ) klow = 0 ;
 635
 636   if ( ilow + order  >=    nx - 1 ) ilow =   nx - 1 - order ;
 637   if ( jlow + order  >=    ny - 1 ) jlow =   ny - 1 - order ;
 638   if ( klow + order  >=    nz - 1 ) klow =   nz - 1 - order ;
 639
 640   for ( Int_t k = klow ; k < klow + order + 1 ; k++ )
 641     {
 642       TMatrixD &table = *arrayofArrays[k] ;
 643       for ( Int_t i = ilow ; i < ilow + order + 1 ; i++ )
 644         {
 645           saveArray[i-ilow] = Interpolate( &yv[jlow], &table(i,jlow), order, y )   ;
 646         }
 647       savedArray[k-klow] = Interpolate( &xv[ilow], saveArray, order, x )   ;
 648     }
 649   return( Interpolate( &zv[klow], savedArray, order, z ) )   ;
 650
 651 }
 652
 653
 654 Double_t AliTPCCorrection::Interpolate( const Double_t xArray[], const Double_t yArray[],
 655                                        const Int_t order, const Double_t x ) {
 656   //
 657   // Interpolate function Y(x) using linear (order=1) or quadratic (order=2) interpolation.
 658   //
 659
 660   Double_t y ;
 661   if ( order == 2 ) {                // Quadratic Interpolation = 2
 662     y  = (x-xArray[1]) * (x-xArray[2]) * yArray[0] / ( (xArray[0]-xArray[1]) * (xArray[0]-xArray[2]) ) ;
 663     y += (x-xArray[2]) * (x-xArray[0]) * yArray[1] / ( (xArray[1]-xArray[2]) * (xArray[1]-xArray[0]) ) ;
 664     y += (x-xArray[0]) * (x-xArray[1]) * yArray[2] / ( (xArray[2]-xArray[0]) * (xArray[2]-xArray[1]) ) ;
 665   } else {                           // Linear Interpolation = 1
 666     y  = yArray[0] + ( yArray[1]-yArray[0] ) * ( x-xArray[0] ) / ( xArray[1] - xArray[0] ) ;
 667   }
 668
 669   return (y);
 670
 671 }
 672
 673
 674 void AliTPCCorrection::Search( const Int_t n, const Double_t xArray[], const Double_t x, Int_t &low ) {
 675   //
 676   // Search an ordered table by starting at the most recently used point
 677   //
 678
 679   Long_t middle, high ;
 680   Int_t  ascend = 0, increment = 1 ;
 681
 682   if ( xArray[n-1] >= xArray[0] ) ascend = 1 ;  // Ascending ordered table if true
 683
 684   if ( low < 0 || low > n-1 ) {
 685     low = -1 ; high = n ;
 686   } else {                                            // Ordered Search phase
 687     if ( (Int_t)( x >= xArray[low] ) == ascend )  {
 688       if ( low == n-1 ) return ;
 689       high = low + 1 ;
 690       while ( (Int_t)( x >= xArray[high] ) == ascend ) {
 691         low = high ;
 692         increment *= 2 ;
 693         high = low + increment ;
 694         if ( high > n-1 )  {  high = n ; break ;  }
 695       }
 696     } else {
 697       if ( low == 0 )  {  low = -1 ;  return ;  }
 698       high = low - 1 ;
 699       while ( (Int_t)( x < xArray[low] ) == ascend ) {
 700         high = low ;
 701         increment *= 2 ;
 702         if ( increment >= high )  {  low = -1 ;  break ;  }
 703         else  low = high - increment ;
 704       }
 705     }
 706   }
 707
 708   while ( (high-low) != 1 ) {                     // Binary Search Phase
 709     middle = ( high + low ) / 2 ;
 710     if ( (Int_t)( x >= xArray[middle] ) == ascend )
 711       low = middle ;
 712     else
 713       high = middle ;
 714   }
 715
 716   if ( x == xArray[n-1] ) low = n-2 ;
 717   if ( x == xArray[0]   ) low = 0 ;
 718
 719 }
 720
 721 void AliTPCCorrection::InitLookUpfulcrums() {
 722   //
 723   // Initialization of interpolation points - for main look up table
 724   //   (course grid in the middle, fine grid on the borders)
 725   //
 726
 727   AliTPCROC * roc = AliTPCROC::Instance();
 728   const Double_t rLow =  TMath::Floor(roc->GetPadRowRadii(0,0))-1; // first padRow plus some margin
 729
 730   // fulcrums in R
 731   fgkRList[0] = rLow;
 732   for (Int_t i = 1; i<kNR; i++) {
 733     fgkRList[i] = fgkRList[i-1] + 3.5;     // 3.5 cm spacing
 734     if (fgkRList[i]<90 ||fgkRList[i]>245)
 735        fgkRList[i] = fgkRList[i-1] + 0.5; // 0.5 cm spacing
 736     else if (fgkRList[i]<100 || fgkRList[i]>235)
 737        fgkRList[i] = fgkRList[i-1] + 1.5;  // 1.5 cm spacing
 738     else if (fgkRList[i]<120 || fgkRList[i]>225)
 739        fgkRList[i] = fgkRList[i-1] + 2.5;  // 2.5 cm spacing
 740   }
 741
 742   // fulcrums in Z
 743   fgkZList[0] = -249.5;
 744   fgkZList[kNZ-1] = 249.5;
 745   for (Int_t j = 1; j<kNZ/2; j++) {
 746     fgkZList[j] = fgkZList[j-1];
 747     if      (TMath::Abs(fgkZList[j])< 0.15)
 748       fgkZList[j] = fgkZList[j-1] + 0.09; // 0.09 cm spacing
 749     else if(TMath::Abs(fgkZList[j])< 0.6)
 750       fgkZList[j] = fgkZList[j-1] + 0.4; // 0.4 cm spacing
 751     else if      (TMath::Abs(fgkZList[j])< 2.5 || TMath::Abs(fgkZList[j])>248)
 752       fgkZList[j] = fgkZList[j-1] + 0.5; // 0.5 cm spacing
 753     else if (TMath::Abs(fgkZList[j])<10 || TMath::Abs(fgkZList[j])>235)
 754       fgkZList[j] = fgkZList[j-1] + 1.5;  // 1.5 cm spacing
 755     else if (TMath::Abs(fgkZList[j])<25 || TMath::Abs(fgkZList[j])>225)
 756       fgkZList[j] = fgkZList[j-1] + 2.5;  // 2.5 cm spacing
 757     else
 758       fgkZList[j] = fgkZList[j-1] + 4;  // 4 cm spacing
 759
 760     fgkZList[kNZ-j-1] = -fgkZList[j];
 761   }
 762
 763   // fulcrums in phi
 764   for (Int_t k = 0; k<kNPhi; k++)
 765     fgkPhiList[k] = TMath::TwoPi()*k/(kNPhi-1);
 766
 767
 768 }
 769
 770
 771 void AliTPCCorrection::PoissonRelaxation2D(TMatrixD &arrayV, TMatrixD &chargeDensity,
 772                                            TMatrixD &arrayErOverEz, TMatrixD &arrayDeltaEz,
 773                                            const Int_t rows, const Int_t columns, const Int_t iterations,
 774                                            const Bool_t rocDisplacement ) {
 775   //
 776   // Solve Poisson's Equation by Relaxation Technique in 2D (assuming cylindrical symmetry)
 777   //
 778   // Solve Poissons equation in a cylindrical coordinate system. The arrayV matrix must be filled with the
 779   // boundary conditions on the first and last rows, and the first and last columns.  The remainder of the
 780   // array can be blank or contain a preliminary guess at the solution.  The Charge density matrix contains
 781   // the enclosed spacecharge density at each point. The charge density matrix can be full of zero's if
 782   // you wish to solve Laplaces equation however it should not contain random numbers or you will get
 783   // random numbers back as a solution.
 784   // Poisson's equation is solved by iteratively relaxing the matrix to the final solution.  In order to
 785   // speed up the convergence to the best solution, this algorithm does a binary expansion of the solution
 786   // space.  First it solves the problem on a very sparse grid by skipping rows and columns in the original
 787   // matrix.  Then it doubles the number of points and solves the problem again.  Then it doubles the
 788   // number of points and solves the problem again.  This happens several times until the maximum number
 789   // of points has been included in the array.
 790   //
 791   // NOTE: In order for this algorithmto work, the number of rows and columns must be a power of 2 plus one.
 792   // So rows == 2**M + 1 and columns == 2**N + 1.  The number of rows and columns can be different.
 793   //
 794   // NOTE: rocDisplacement is used to include (or ignore) the ROC misalignment in the dz calculation
 795   //
 796   // Original code by Jim Thomas (STAR TPC Collaboration)
 797   //
 798
 799   Double_t ezField = (fgkCathodeV-fgkGG)/fgkTPCZ0; // = ALICE Electric Field (V/cm) Magnitude ~ -400 V/cm;
 800
 801   const Float_t  gridSizeR   =  (fgkOFCRadius-fgkIFCRadius) / (rows-1) ;
 802   const Float_t  gridSizeZ   =  fgkTPCZ0 / (columns-1) ;
 803   const Float_t  ratio       =  gridSizeR*gridSizeR / (gridSizeZ*gridSizeZ) ;
 804
 805   TMatrixD  arrayEr(rows,columns) ;
 806   TMatrixD  arrayEz(rows,columns) ;
 807
 808   //Check that number of rows and columns is suitable for a binary expansion
 809
 810   if ( !IsPowerOfTwo(rows-1) ) {
 811     AliError("PoissonRelaxation - Error in the number of rows. Must be 2**M - 1");
 812     return;
 813   }
 814   if ( !IsPowerOfTwo(columns-1) ) {
 815     AliError("PoissonRelaxation - Error in the number of columns. Must be 2**N - 1");
 816     return;
 817   }
 818
 819   // Solve Poisson's equation in cylindrical coordinates by relaxation technique
 820   // Allow for different size grid spacing in R and Z directions
 821   // Use a binary expansion of the size of the matrix to speed up the solution of the problem
 822
 823   Int_t iOne = (rows-1)/4 ;
 824   Int_t jOne = (columns-1)/4 ;
 825   // Solve for N in 2**N, add one.
 826   Int_t loops = 1 + (int) ( 0.5 + TMath::Log2( (double) TMath::Max(iOne,jOne) ) ) ;
 827
 828   for ( Int_t count = 0 ; count < loops ; count++ ) {
 829     // Loop while the matrix expands & the resolution increases.
 830
 831     Float_t tempGridSizeR = gridSizeR * iOne ;
 832     Float_t tempRatio     = ratio * iOne * iOne / ( jOne * jOne ) ;
 833     Float_t tempFourth    = 1.0 / (2.0 + 2.0*tempRatio) ;
 834
 835     // Do this the standard C++ way to avoid gcc extensions for Float_t coef1[rows]
 836     std::vector<float> coef1(rows) ;
 837     std::vector<float> coef2(rows) ;
 838
 839     for ( Int_t i = iOne ; i < rows-1 ; i+=iOne ) {
 840        Float_t radius = fgkIFCRadius + i*gridSizeR ;
 841       coef1[i] = 1.0 + tempGridSizeR/(2*radius);
 842       coef2[i] = 1.0 - tempGridSizeR/(2*radius);
 843     }
 844
 845     TMatrixD sumChargeDensity(rows,columns) ;
 846
 847     for ( Int_t i = iOne ; i < rows-1 ; i += iOne ) {
 848       Float_t radius = fgkIFCRadius + iOne*gridSizeR ;
 849       for ( Int_t j = jOne ; j < columns-1 ; j += jOne ) {
 850         if ( iOne == 1 && jOne == 1 ) sumChargeDensity(i,j) = chargeDensity(i,j) ;
 851         else {
 852           // Add up all enclosed charge density contributions within 1/2 unit in all directions
 853           Float_t weight = 0.0 ;
 854           Float_t sum    = 0.0 ;
 855           sumChargeDensity(i,j) = 0.0 ;
 856           for ( Int_t ii = i-iOne/2 ; ii <= i+iOne/2 ; ii++ ) {
 857             for ( Int_t jj = j-jOne/2 ; jj <= j+jOne/2 ; jj++ ) {
 858               if ( ii == i-iOne/2 || ii == i+iOne/2 || jj == j-jOne/2 || jj == j+jOne/2 ) weight = 0.5 ;
 859               else
 860                 weight = 1.0 ;
 861               // Note that this is cylindrical geometry
 862               sumChargeDensity(i,j) += chargeDensity(ii,jj)*weight*radius ;
 863               sum += weight*radius ;
 864             }
 865           }
 866           sumChargeDensity(i,j) /= sum ;
 867         }
 868         sumChargeDensity(i,j) *= tempGridSizeR*tempGridSizeR; // just saving a step later on
 869        }
 870     }
 871
 872     for ( Int_t k = 1 ; k <= iterations; k++ ) {
 873       // Solve Poisson's Equation
 874       // Over-relaxation index, must be >= 1 but < 2.  Arrange for it to evolve from 2 => 1
 875       // as interations increase.
 876       Float_t overRelax   = 1.0 + TMath::Sqrt( TMath::Cos( (k*TMath::PiOver2())/iterations ) ) ;
 877       Float_t overRelaxM1 = overRelax - 1.0 ;
 878       Float_t overRelaxtempFourth, overRelaxcoef5 ;
 879       overRelaxtempFourth = overRelax * tempFourth ;
 880       overRelaxcoef5 = overRelaxM1 / overRelaxtempFourth ;
 881
 882       for ( Int_t i = iOne ; i < rows-1 ; i += iOne ) {
 883         for ( Int_t j = jOne ; j < columns-1 ; j += jOne ) {
 884
 885           arrayV(i,j) = (   coef2[i]       *   arrayV(i-iOne,j)
 886                           + tempRatio      * ( arrayV(i,j-jOne) + arrayV(i,j+jOne) )
 887                           - overRelaxcoef5 *   arrayV(i,j)
 888                           + coef1[i]       *   arrayV(i+iOne,j)
 889                           + sumChargeDensity(i,j)
 890                         ) * overRelaxtempFourth;
 891         }
 892       }
 893
 894       if ( k == iterations ) {
 895         // After full solution is achieved, copy low resolution solution into higher res array
 896         for ( Int_t i = iOne ; i < rows-1 ; i += iOne ) {
 897           for ( Int_t j = jOne ; j < columns-1 ; j += jOne ) {
 898
 899             if ( iOne > 1 ) {
 900               arrayV(i+iOne/2,j)                    =  ( arrayV(i+iOne,j) + arrayV(i,j)     ) / 2 ;
 901               if ( i == iOne )  arrayV(i-iOne/2,j) =  ( arrayV(0,j)       + arrayV(iOne,j) ) / 2 ;
 902             }
 903             if ( jOne > 1 ) {
 904               arrayV(i,j+jOne/2)                    =  ( arrayV(i,j+jOne) + arrayV(i,j) )     / 2 ;
 905               if ( j == jOne )  arrayV(i,j-jOne/2) =  ( arrayV(i,0)       + arrayV(i,jOne) ) / 2 ;
 906             }
 907             if ( iOne > 1 && jOne > 1 ) {
 908               arrayV(i+iOne/2,j+jOne/2) =  ( arrayV(i+iOne,j+jOne) + arrayV(i,j) ) / 2 ;
 909               if ( i == iOne ) arrayV(i-iOne/2,j-jOne/2) =   ( arrayV(0,j-jOne) + arrayV(iOne,j) ) / 2 ;
 910               if ( j == jOne ) arrayV(i-iOne/2,j-jOne/2) =   ( arrayV(i-iOne,0) + arrayV(i,jOne) ) / 2 ;
 911               // Note that this leaves a point at the upper left and lower right corners uninitialized.
 912               // -> Not a big deal.
 913             }
 914
 915           }
 916         }
 917       }
 918
 919     }
 920
 921     iOne = iOne / 2 ; if ( iOne < 1 ) iOne = 1 ;
 922     jOne = jOne / 2 ; if ( jOne < 1 ) jOne = 1 ;
 923
 924     sumChargeDensity.Clear();
 925   }
 926
 927   // Differentiate V(r) and solve for E(r) using special equations for the first and last rows
 928   for ( Int_t j = 0 ; j < columns ; j++ ) {
 929     for ( Int_t i = 1 ; i < rows-1 ; i++ ) arrayEr(i,j) = -1 * ( arrayV(i+1,j) - arrayV(i-1,j) ) / (2*gridSizeR) ;
 930     arrayEr(0,j)      =  -1 * ( -0.5*arrayV(2,j) + 2.0*arrayV(1,j) - 1.5*arrayV(0,j) ) / gridSizeR ;
 931     arrayEr(rows-1,j) =  -1 * ( 1.5*arrayV(rows-1,j) - 2.0*arrayV(rows-2,j) + 0.5*arrayV(rows-3,j) ) / gridSizeR ;
 932   }
 933
 934   // Differentiate V(z) and solve for E(z) using special equations for the first and last columns
 935   for ( Int_t i = 0 ; i < rows ; i++) {
 936     for ( Int_t j = 1 ; j < columns-1 ; j++ ) arrayEz(i,j) = -1 * ( arrayV(i,j+1) - arrayV(i,j-1) ) / (2*gridSizeZ) ;
 937     arrayEz(i,0)         =  -1 * ( -0.5*arrayV(i,2) + 2.0*arrayV(i,1) - 1.5*arrayV(i,0) ) / gridSizeZ ;
 938     arrayEz(i,columns-1) =  -1 * ( 1.5*arrayV(i,columns-1) - 2.0*arrayV(i,columns-2) + 0.5*arrayV(i,columns-3) ) / gridSizeZ ;
 939   }
 940
 941   for ( Int_t i = 0 ; i < rows ; i++) {
 942     // Note: go back and compare to old version of this code.  See notes below.
 943     // JT Test ... attempt to divide by real Ez not Ez to first order
 944     for ( Int_t j = 0 ; j < columns ; j++ ) {
 945       arrayEz(i,j) += ezField;
 946       // This adds back the overall Z gradient of the field (main E field component)
 947     }
 948     // Warning: (-=) assumes you are using an error potetial without the overall Field included
 949   }
 950
 951   // Integrate Er/Ez from Z to zero
 952   for ( Int_t j = 0 ; j < columns ; j++ )  {
 953     for ( Int_t i = 0 ; i < rows ; i++ ) {
 954
 955       Int_t index = 1 ;   // Simpsons rule if N=odd.  If N!=odd then add extra point by trapezoidal rule.
 956       arrayErOverEz(i,j) = 0.0 ;
 957       arrayDeltaEz(i,j) = 0.0 ;
 958
 959       for ( Int_t k = j ; k < columns ; k++ ) {
 960         arrayErOverEz(i,j)  +=  index*(gridSizeZ/3.0)*arrayEr(i,k)/arrayEz(i,k) ;
 961         arrayDeltaEz(i,j)   +=  index*(gridSizeZ/3.0)*(arrayEz(i,k)-ezField) ;
 962         if ( index != 4 )  index = 4; else index = 2 ;
 963       }
 964       if ( index == 4 ) {
 965         arrayErOverEz(i,j)  -=  (gridSizeZ/3.0)*arrayEr(i,columns-1)/arrayEz(i,columns-1) ;
 966         arrayDeltaEz(i,j)   -=  (gridSizeZ/3.0)*(arrayEz(i,columns-1)-ezField) ;
 967       }
 968       if ( index == 2 ) {
 969         arrayErOverEz(i,j)  +=  (gridSizeZ/3.0) * ( 0.5*arrayEr(i,columns-2)/arrayEz(i,columns-2)
 970                                                     -2.5*arrayEr(i,columns-1)/arrayEz(i,columns-1));
 971         arrayDeltaEz(i,j)   +=  (gridSizeZ/3.0) * ( 0.5*(arrayEz(i,columns-2)-ezField)
 972                                                     -2.5*(arrayEz(i,columns-1)-ezField));
 973       }
 974       if ( j == columns-2 ) {
 975         arrayErOverEz(i,j) =  (gridSizeZ/3.0) * ( 1.5*arrayEr(i,columns-2)/arrayEz(i,columns-2)
 976                                                   +1.5*arrayEr(i,columns-1)/arrayEz(i,columns-1) ) ;
 977         arrayDeltaEz(i,j)  =  (gridSizeZ/3.0) * ( 1.5*(arrayEz(i,columns-2)-ezField)
 978                                                   +1.5*(arrayEz(i,columns-1)-ezField) ) ;
 979       }
 980       if ( j == columns-1 ) {
 981         arrayErOverEz(i,j) =  0.0 ;
 982         arrayDeltaEz(i,j)  =  0.0 ;
 983       }
 984     }
 985   }
 986
 987   // calculate z distortion from the integrated Delta Ez residuals
 988   // and include the aquivalence (Volt to cm) of the ROC shift !!
 989
 990   for ( Int_t j = 0 ; j < columns ; j++ )  {
 991     for ( Int_t i = 0 ; i < rows ; i++ ) {
 992
 993       // Scale the Ez distortions with the drift velocity pertubation -> delivers cm
 994       arrayDeltaEz(i,j) = arrayDeltaEz(i,j)*fgkdvdE;
 995
 996       // ROC Potential in cm aquivalent
 997       Double_t dzROCShift =  arrayV(i, columns -1)/ezField;
 998       if ( rocDisplacement ) arrayDeltaEz(i,j) = arrayDeltaEz(i,j) + dzROCShift;  // add the ROC misaligment
 999
1000     }
1001   }
1002
1003   arrayEr.Clear();
1004   arrayEz.Clear();
1005
1006 }
1007
1008 void AliTPCCorrection::PoissonRelaxation3D( TMatrixD**arrayofArrayV, TMatrixD**arrayofChargeDensities,
1009                     TMatrixD**arrayofEroverEz, TMatrixD**arrayofEPhioverEz, TMatrixD**arrayofDeltaEz,
1010                     const Int_t rows, const Int_t columns,  const Int_t phislices,
1011                     const Float_t deltaphi, const Int_t iterations, const Int_t symmetry,
1012                     Bool_t rocDisplacement  ) {
1013   //
1014   // 3D - Solve Poisson's Equation in 3D by Relaxation Technique
1015   //
1016   //    NOTE: In order for this algorith to work, the number of rows and columns must be a power of 2 plus one.
1017   //    The number of rows and COLUMNS can be different.
1018   //
1019   //    ROWS       ==  2**M + 1
1020   //    COLUMNS    ==  2**N + 1
1021   //    PHISLICES  ==  Arbitrary but greater than 3
1022   //
1023   //    DeltaPhi in Radians
1024   //
1025   //    SYMMETRY = 0 if no phi symmetries, and no phi boundary conditions
1026   //             = 1 if we have reflection symmetry at the boundaries (eg. sector symmetry or half sector symmetries).
1027   //
1028   // NOTE: rocDisplacement is used to include (or ignore) the ROC misalignment in the dz calculation
1029
1030   const Double_t ezField = (fgkCathodeV-fgkGG)/fgkTPCZ0; // = ALICE Electric Field (V/cm) Magnitude ~ -400 V/cm;
1031
1032   const Float_t  gridSizeR   =  (fgkOFCRadius-fgkIFCRadius) / (rows-1) ;
1033   const Float_t  gridSizePhi =  deltaphi ;
1034   const Float_t  gridSizeZ   =  fgkTPCZ0 / (columns-1) ;
1035   const Float_t  ratioPhi    =  gridSizeR*gridSizeR / (gridSizePhi*gridSizePhi) ;
1036   const Float_t  ratioZ      =  gridSizeR*gridSizeR / (gridSizeZ*gridSizeZ) ;
1037
1038   TMatrixD arrayE(rows,columns) ;
1039
1040   // Check that the number of rows and columns is suitable for a binary expansion
1041   if ( !IsPowerOfTwo((rows-1))    ) {
1042     AliError("Poisson3DRelaxation - Error in the number of rows. Must be 2**M - 1");
1043     return; }
1044   if ( !IsPowerOfTwo((columns-1)) ) {
1045     AliError("Poisson3DRelaxation - Error in the number of columns. Must be 2**N - 1");
1046     return; }
1047   if ( phislices <= 3   )  {
1048     AliError("Poisson3DRelaxation - Error in the number of phislices. Must be larger than 3");
1049     return; }
1050   if  ( phislices > 1000 ) {
1051     AliError("Poisson3D  phislices > 1000 is not allowed (nor wise) ");
1052     return; }
1053
1054   // Solve Poisson's equation in cylindrical coordinates by relaxation technique
1055   // Allow for different size grid spacing in R and Z directions
1056   // Use a binary expansion of the matrix to speed up the solution of the problem
1057
1058   Int_t loops, mplus, mminus, signplus, signminus  ;
1059   Int_t ione = (rows-1)/4 ;
1060   Int_t jone = (columns-1)/4 ;
1061   loops = TMath::Max(ione, jone) ;      // Calculate the number of loops for the binary expansion
1062   loops = 1 + (int) ( 0.5 + TMath::Log2((double)loops) ) ;  // Solve for N in 2**N
1063
1064   TMatrixD* arrayofSumChargeDensities[1000] ;    // Create temporary arrays to store low resolution charge arrays
1065
1066   for ( Int_t i = 0 ; i < phislices ; i++ ) { arrayofSumChargeDensities[i] = new TMatrixD(rows,columns) ; }
1067
1068   for ( Int_t count = 0 ; count < loops ; count++ ) {      // START the master loop and do the binary expansion
1069
1070     Float_t  tempgridSizeR   =  gridSizeR  * ione ;
1071     Float_t  tempratioPhi    =  ratioPhi * ione * ione ; // Used tobe divided by ( m_one * m_one ) when m_one was != 1
1072     Float_t  tempratioZ      =  ratioZ   * ione * ione / ( jone * jone ) ;
1073
1074     std::vector<float> coef1(rows) ;  // Do this the standard C++ way to avoid gcc extensions for Float_t coef1[rows]
1075     std::vector<float> coef2(rows) ;  // Do this the standard C++ way to avoid gcc extensions for Float_t coef1[rows]
1076     std::vector<float> coef3(rows) ;  // Do this the standard C++ way to avoid gcc extensions for Float_t coef1[rows]
1077     std::vector<float> coef4(rows) ;  // Do this the standard C++ way to avoid gcc extensions for Float_t coef1[rows]
1078
1079     for ( Int_t i = ione ; i < rows-1 ; i+=ione )  {
1080       Float_t radius = fgkIFCRadius + i*gridSizeR ;
1081       coef1[i] = 1.0 + tempgridSizeR/(2*radius);
1082       coef2[i] = 1.0 - tempgridSizeR/(2*radius);
1083       coef3[i] = tempratioPhi/(radius*radius);
1084       coef4[i] = 0.5 / (1.0 + tempratioZ + coef3[i]);
1085     }
1086
1087     for ( Int_t m = 0 ; m < phislices ; m++ ) {
1088       TMatrixD &chargeDensity    = *arrayofChargeDensities[m] ;
1089       TMatrixD &sumChargeDensity = *arrayofSumChargeDensities[m] ;
1090       for ( Int_t i = ione ; i < rows-1 ; i += ione ) {
1091         Float_t radius = fgkIFCRadius + i*gridSizeR ;
1092         for ( Int_t j = jone ; j < columns-1 ; j += jone ) {
1093           if ( ione == 1 && jone == 1 ) sumChargeDensity(i,j) = chargeDensity(i,j) ;
1094           else {           // Add up all enclosed charge density contributions within 1/2 unit in all directions
1095             Float_t weight = 0.0 ;
1096             Float_t sum    = 0.0 ;
1097             sumChargeDensity(i,j) = 0.0 ;
1098             for ( Int_t ii = i-ione/2 ; ii <= i+ione/2 ; ii++ ) {
1099               for ( Int_t jj = j-jone/2 ; jj <= j+jone/2 ; jj++ ) {
1100                 if ( ii == i-ione/2 || ii == i+ione/2 || jj == j-jone/2 || jj == j+jone/2 ) weight = 0.5 ;
1101                 else
1102                   weight = 1.0 ;
1103                 sumChargeDensity(i,j) += chargeDensity(ii,jj)*weight*radius ;
1104                 sum += weight*radius ;
1105               }
1106             }
1107             sumChargeDensity(i,j) /= sum ;
1108           }
1109           sumChargeDensity(i,j) *= tempgridSizeR*tempgridSizeR; // just saving a step later on
1110         }
1111       }
1112     }
1113
1114     for ( Int_t k = 1 ; k <= iterations; k++ ) {
1115
1116       // over-relaxation index, >= 1 but < 2
1117       Float_t overRelax   = 1.0 + TMath::Sqrt( TMath::Cos( (k*TMath::PiOver2())/iterations ) ) ;
1118       Float_t overRelaxM1 = overRelax - 1.0 ;
1119
1120       std::vector<float> overRelaxcoef4(rows) ;  // Do this the standard C++ way to avoid gcc extensions
1121       std::vector<float> overRelaxcoef5(rows) ;  // Do this the standard C++ way to avoid gcc extensions
1122
1123       for ( Int_t i = ione ; i < rows-1 ; i+=ione ) {
1124         overRelaxcoef4[i] = overRelax * coef4[i] ;
1125         overRelaxcoef5[i] = overRelaxM1 / overRelaxcoef4[i] ;
1126       }
1127
1128       for ( Int_t m = 0 ; m < phislices ; m++ ) {
1129
1130         mplus  = m + 1;   signplus  = 1 ;
1131         mminus = m - 1 ;  signminus = 1 ;
1132         if (symmetry==1) {  // Reflection symmetry in phi (e.g. symmetry at sector boundaries, or half sectors, etc.)
1133           if ( mplus  > phislices-1 ) mplus  = phislices - 2 ;
1134           if ( mminus < 0 )           mminus = 1 ;
1135         }
1136         else if (symmetry==-1) {   // Anti-symmetry in phi
1137           if ( mplus  > phislices-1 ) { mplus  = phislices - 2 ; signplus  = -1 ; }
1138           if ( mminus < 0 )           { mminus = 1 ;             signminus = -1 ; }
1139         }
1140                 else { // No Symmetries in phi, no boundaries, the calculation is continuous across all phi
1141           if ( mplus  > phislices-1 ) mplus  = m + 1 - phislices ;
1142           if ( mminus < 0 )           mminus = m - 1 + phislices ;
1143         }
1144         TMatrixD& arrayV    =  *arrayofArrayV[m] ;
1145         TMatrixD& arrayVP   =  *arrayofArrayV[mplus] ;
1146         TMatrixD& arrayVM   =  *arrayofArrayV[mminus] ;
1147         TMatrixD& sumChargeDensity =  *arrayofSumChargeDensities[m] ;
1148
1149         for ( Int_t i = ione ; i < rows-1 ; i+=ione )  {
1150           for ( Int_t j = jone ; j < columns-1 ; j+=jone ) {
1151
1152             arrayV(i,j) = (   coef2[i]          *   arrayV(i-ione,j)
1153                             + tempratioZ        * ( arrayV(i,j-jone)  +  arrayV(i,j+jone) )
1154                             - overRelaxcoef5[i] *   arrayV(i,j)
1155                             + coef1[i]          *   arrayV(i+ione,j)
1156                             + coef3[i]          * ( signplus*arrayVP(i,j)       +  signminus*arrayVM(i,j) )
1157                             + sumChargeDensity(i,j)
1158                           ) * overRelaxcoef4[i] ;
1159             // Note: over-relax the solution at each step.  This speeds up the convergance.
1160
1161           }
1162         }
1163
1164         if ( k == iterations ) {   // After full solution is achieved, copy low resolution solution into higher res array
1165           for ( Int_t i = ione ; i < rows-1 ; i+=ione )  {
1166             for ( Int_t j = jone ; j < columns-1 ; j+=jone ) {
1167
1168               if ( ione > 1 ) {
1169                 arrayV(i+ione/2,j)                    =  ( arrayV(i+ione,j) + arrayV(i,j)     ) / 2 ;
1170                 if ( i == ione )  arrayV(i-ione/2,j) =  ( arrayV(0,j)       + arrayV(ione,j) ) / 2 ;
1171               }
1172               if ( jone > 1 ) {
1173                 arrayV(i,j+jone/2)                    =  ( arrayV(i,j+jone) + arrayV(i,j) )     / 2 ;
1174                 if ( j == jone )  arrayV(i,j-jone/2) =  ( arrayV(i,0)       + arrayV(i,jone) ) / 2 ;
1175               }
1176               if ( ione > 1 && jone > 1 ) {
1177                 arrayV(i+ione/2,j+jone/2) =  ( arrayV(i+ione,j+jone) + arrayV(i,j) ) / 2 ;
1178                 if ( i == ione ) arrayV(i-ione/2,j-jone/2) =   ( arrayV(0,j-jone) + arrayV(ione,j) ) / 2 ;
1179                 if ( j == jone ) arrayV(i-ione/2,j-jone/2) =   ( arrayV(i-ione,0) + arrayV(i,jone) ) / 2 ;
1180                 // Note that this leaves a point at the upper left and lower right corners uninitialized. Not a big deal.
1181               }
1182             }
1183           }
1184         }
1185
1186       }
1187     }
1188
1189     ione = ione / 2 ; if ( ione < 1 ) ione = 1 ;
1190     jone = jone / 2 ; if ( jone < 1 ) jone = 1 ;
1191
1192   }
1193
1194   //Differentiate V(r) and solve for E(r) using special equations for the first and last row
1195   //Integrate E(r)/E(z) from point of origin to pad plane
1196
1197   for ( Int_t m = 0 ; m < phislices ; m++ ) {
1198     TMatrixD& arrayV    =  *arrayofArrayV[m] ;
1199     TMatrixD& eroverEz  =  *arrayofEroverEz[m] ;
1200
1201     for ( Int_t j = columns-1 ; j >= 0 ; j-- ) {  // Count backwards to facilitate integration over Z
1202
1203       // Differentiate in R
1204       for ( Int_t i = 1 ; i < rows-1 ; i++ )  arrayE(i,j) = -1 * ( arrayV(i+1,j) - arrayV(i-1,j) ) / (2*gridSizeR) ;
1205       arrayE(0,j)      =  -1 * ( -0.5*arrayV(2,j) + 2.0*arrayV(1,j) - 1.5*arrayV(0,j) ) / gridSizeR ;
1206       arrayE(rows-1,j) =  -1 * ( 1.5*arrayV(rows-1,j) - 2.0*arrayV(rows-2,j) + 0.5*arrayV(rows-3,j) ) / gridSizeR ;
1207       // Integrate over Z
1208       for ( Int_t i = 0 ; i < rows ; i++ ) {
1209         Int_t index = 1 ;   // Simpsons rule if N=odd.  If N!=odd then add extra point by trapezoidal rule.
1210         eroverEz(i,j) = 0.0 ;
1211         for ( Int_t k = j ; k < columns ; k++ ) {
1212
1213           eroverEz(i,j)  +=  index*(gridSizeZ/3.0)*arrayE(i,k)/(-1*ezField) ;
1214           if ( index != 4 )  index = 4; else index = 2 ;
1215         }
1216         if ( index == 4 ) eroverEz(i,j)  -=  (gridSizeZ/3.0)*arrayE(i,columns-1)/ (-1*ezField) ;
1217         if ( index == 2 ) eroverEz(i,j)  +=
1218           (gridSizeZ/3.0)*(0.5*arrayE(i,columns-2)-2.5*arrayE(i,columns-1))/(-1*ezField) ;
1219         if ( j == columns-2 ) eroverEz(i,j) =
1220           (gridSizeZ/3.0)*(1.5*arrayE(i,columns-2)+1.5*arrayE(i,columns-1))/(-1*ezField) ;
1221         if ( j == columns-1 ) eroverEz(i,j) =  0.0 ;
1222       }
1223     }
1224     // if ( m == 0 ) { TCanvas*  c1 =  new TCanvas("erOverEz","erOverEz",50,50,840,600) ;  c1 -> cd() ;
1225     // eroverEz.Draw("surf") ; } // JT test
1226   }
1227
1228   //Differentiate V(r) and solve for E(phi)
1229   //Integrate E(phi)/E(z) from point of origin to pad plane
1230
1231   for ( Int_t m = 0 ; m < phislices ; m++ ) {
1232
1233     mplus  = m + 1;   signplus  = 1 ;
1234     mminus = m - 1 ;  signminus = 1 ;
1235     if (symmetry==1) { // Reflection symmetry in phi (e.g. symmetry at sector boundaries, or half sectors, etc.)
1236       if ( mplus  > phislices-1 ) mplus  = phislices - 2 ;
1237       if ( mminus < 0 )           mminus = 1 ;
1238     }
1239     else if (symmetry==-1) {       // Anti-symmetry in phi
1240       if ( mplus  > phislices-1 ) { mplus  = phislices - 2 ;  signplus  = -1 ; }
1241       if ( mminus < 0 )           { mminus = 1 ;                    signminus = -1 ; }
1242     }
1243     else { // No Symmetries in phi, no boundaries, the calculations is continuous across all phi
1244       if ( mplus  > phislices-1 ) mplus  = m + 1 - phislices ;
1245       if ( mminus < 0 )           mminus = m - 1 + phislices ;
1246     }
1247     TMatrixD &arrayVP     =  *arrayofArrayV[mplus] ;
1248     TMatrixD &arrayVM     =  *arrayofArrayV[mminus] ;
1249     TMatrixD &ePhioverEz  =  *arrayofEPhioverEz[m] ;
1250     for ( Int_t j = columns-1 ; j >= 0 ; j-- ) { // Count backwards to facilitate integration over Z
1251       // Differentiate in Phi
1252       for ( Int_t i = 0 ; i < rows ; i++ ) {
1253         Float_t radius = fgkIFCRadius + i*gridSizeR ;
1254         arrayE(i,j) = -1 * (signplus * arrayVP(i,j) - signminus * arrayVM(i,j) ) / (2*radius*gridSizePhi) ;
1255       }
1256       // Integrate over Z
1257       for ( Int_t i = 0 ; i < rows ; i++ ) {
1258         Int_t index = 1 ;   // Simpsons rule if N=odd.  If N!=odd then add extra point by trapezoidal rule.
1259         ePhioverEz(i,j) = 0.0 ;
1260         for ( Int_t k = j ; k < columns ; k++ ) {
1261
1262           ePhioverEz(i,j)  +=  index*(gridSizeZ/3.0)*arrayE(i,k)/(-1*ezField) ;
1263           if ( index != 4 )  index = 4; else index = 2 ;
1264         }
1265         if ( index == 4 ) ePhioverEz(i,j)  -=  (gridSizeZ/3.0)*arrayE(i,columns-1)/ (-1*ezField) ;
1266         if ( index == 2 ) ePhioverEz(i,j)  +=
1267           (gridSizeZ/3.0)*(0.5*arrayE(i,columns-2)-2.5*arrayE(i,columns-1))/(-1*ezField) ;
1268         if ( j == columns-2 ) ePhioverEz(i,j) =
1269           (gridSizeZ/3.0)*(1.5*arrayE(i,columns-2)+1.5*arrayE(i,columns-1))/(-1*ezField) ;
1270         if ( j == columns-1 ) ePhioverEz(i,j) =  0.0 ;
1271       }
1272     }
1273     // if ( m == 5 ) { TCanvas* c2 =  new TCanvas("arrayE","arrayE",50,50,840,600) ;  c2 -> cd() ;
1274     // arrayE.Draw("surf") ; } // JT test
1275   }
1276
1277
1278   // Differentiate V(r) and solve for E(z) using special equations for the first and last row
1279   // Integrate (E(z)-Ezstd) from point of origin to pad plane
1280
1281   for ( Int_t m = 0 ; m < phislices ; m++ ) {
1282     TMatrixD& arrayV   =  *arrayofArrayV[m] ;
1283     TMatrixD& deltaEz  =  *arrayofDeltaEz[m] ;
1284
1285     // Differentiate V(z) and solve for E(z) using special equations for the first and last columns
1286     for ( Int_t i = 0 ; i < rows ; i++) {
1287       for ( Int_t j = 1 ; j < columns-1 ; j++ ) arrayE(i,j) = -1 * ( arrayV(i,j+1) - arrayV(i,j-1) ) / (2*gridSizeZ) ;
1288       arrayE(i,0)         =  -1 * ( -0.5*arrayV(i,2) + 2.0*arrayV(i,1) - 1.5*arrayV(i,0) ) / gridSizeZ ;
1289       arrayE(i,columns-1) =  -1 * ( 1.5*arrayV(i,columns-1) - 2.0*arrayV(i,columns-2) + 0.5*arrayV(i,columns-3) ) / gridSizeZ ;
1290     }
1291
1292     for ( Int_t j = columns-1 ; j >= 0 ; j-- ) {  // Count backwards to facilitate integration over Z
1293       // Integrate over Z
1294       for ( Int_t i = 0 ; i < rows ; i++ ) {
1295         Int_t index = 1 ;   // Simpsons rule if N=odd.  If N!=odd then add extra point by trapezoidal rule.
1296         deltaEz(i,j) = 0.0 ;
1297         for ( Int_t k = j ; k < columns ; k++ ) {
1298           deltaEz(i,j)  +=  index*(gridSizeZ/3.0)*arrayE(i,k) ;
1299           if ( index != 4 )  index = 4; else index = 2 ;
1300         }
1301         if ( index == 4 ) deltaEz(i,j)  -=  (gridSizeZ/3.0)*arrayE(i,columns-1) ;
1302         if ( index == 2 ) deltaEz(i,j)  +=
1303           (gridSizeZ/3.0)*(0.5*arrayE(i,columns-2)-2.5*arrayE(i,columns-1)) ;
1304         if ( j == columns-2 ) deltaEz(i,j) =
1305           (gridSizeZ/3.0)*(1.5*arrayE(i,columns-2)+1.5*arrayE(i,columns-1)) ;
1306         if ( j == columns-1 ) deltaEz(i,j) =  0.0 ;
1307       }
1308     }
1309     // if ( m == 0 ) { TCanvas*  c1 =  new TCanvas("erOverEz","erOverEz",50,50,840,600) ;  c1 -> cd() ;
1310     // eroverEz.Draw("surf") ; } // JT test
1311
1312     // calculate z distortion from the integrated Delta Ez residuals
1313     // and include the aquivalence (Volt to cm) of the ROC shift !!
1314
1315     for ( Int_t j = 0 ; j < columns ; j++ )  {
1316       for ( Int_t i = 0 ; i < rows ; i++ ) {
1317
1318         // Scale the Ez distortions with the drift velocity pertubation -> delivers cm
1319         deltaEz(i,j) = deltaEz(i,j)*fgkdvdE;
1320
1321         // ROC Potential in cm aquivalent
1322         Double_t dzROCShift =  arrayV(i, columns -1)/ezField;
1323         if ( rocDisplacement ) deltaEz(i,j) = deltaEz(i,j) + dzROCShift;  // add the ROC misaligment
1324
1325       }
1326     }
1327
1328   } // end loop over phi
1329
1330
1331
1332   for ( Int_t k = 0 ; k < phislices ; k++ )
1333     {
1334       arrayofSumChargeDensities[k]->Delete() ;
1335     }
1336
1337
1338
1339   arrayE.Clear();
1340 }
1341
1342
1343 Int_t AliTPCCorrection::IsPowerOfTwo(Int_t i) const {
1344   //
1345   // Helperfunction: Check if integer is a power of 2
1346   //
1347   Int_t j = 0;
1348   while( i > 0 ) { j += (i&1) ; i = (i>>1) ; }
1349   if ( j == 1 ) return(1) ;  // True
1350   return(0) ;                // False
1351 }
1352
1353
1354 AliExternalTrackParam * AliTPCCorrection::FitDistortedTrack(AliExternalTrackParam & trackIn, Double_t refX, Int_t dir, TTreeSRedirector * const pcstream){
1355   //
1356   // Fit the track parameters - without and with distortion
1357   // 1. Space points in the TPC are simulated along the trajectory
1358   // 2. Space points distorted
1359   // 3. Fits  the non distorted and distroted track to the reference plane at refX
1360   // 4. For visualization and debugging  purposes the space points and tracks can be stored  in the tree - using the TTreeSRedirector functionality
1361   //
1362   // trackIn   - input track parameters
1363   // refX     - reference X to fit the track
1364   // dir      - direction - out=1 or in=-1
1365   // pcstream -  debug streamer to check the results
1366   //
1367   // see AliExternalTrackParam.h documentation:
1368   // track1.fP[0] - local y (rphi)
1369   // track1.fP[1] - z
1370   // track1.fP[2] - sinus of local inclination angle
1371   // track1.fP[3] - tangent of deep angle
1372   // track1.fP[4] - 1/pt
1373
1374   AliTPCROC * roc = AliTPCROC::Instance();
1375   const Int_t    npoints0=roc->GetNRows(0)+roc->GetNRows(36);
1376   const Double_t kRTPC0  =roc->GetPadRowRadii(0,0);
1377   const Double_t kRTPC1  =roc->GetPadRowRadii(36,roc->GetNRows(36)-1);
1378   const Double_t kMaxSnp = 0.85;
1379   const Double_t kSigmaY=0.1;
1380   const Double_t kSigmaZ=0.1;
1381   const Double_t kMaxR=500;
1382   const Double_t kMaxZ=500;
1383
1384   const Double_t kMaxZ0=220;
1385   const Double_t kZcut=3;
1386   const Double_t kMass = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle("pi+")->Mass();
1387   Int_t npoints1=0;
1388   Int_t npoints2=0;
1389
1390   AliExternalTrackParam  track(trackIn); //
1391   // generate points
1392   AliTrackPointArray pointArray0(npoints0);
1393   AliTrackPointArray pointArray1(npoints0);
1394   Double_t xyz[3];
1395   if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(&track,kRTPC0,kMass,5,kTRUE,kMaxSnp)) return 0;
1396   //
1397   // simulate the track
1398   Int_t npoints=0;
1399   Float_t covPoint[6]={0,0,0, kSigmaY*kSigmaY,0,kSigmaZ*kSigmaZ};  //covariance at the local frame
1400   for (Double_t radius=kRTPC0; radius<kRTPC1; radius++){
1401     if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(&track,radius,kMass,5,kTRUE,kMaxSnp)) return 0;
1402     track.GetXYZ(xyz);
1403     xyz[0]+=gRandom->Gaus(0,0.000005);
1404     xyz[1]+=gRandom->Gaus(0,0.000005);
1405     xyz[2]+=gRandom->Gaus(0,0.000005);
1406     if (TMath::Abs(track.GetZ())>kMaxZ0) continue;
1407     if (TMath::Abs(track.GetX())<kRTPC0) continue;
1408     if (TMath::Abs(track.GetX())>kRTPC1) continue;
1409     AliTrackPoint pIn0;                               // space point
1410     AliTrackPoint pIn1;
1411     Int_t sector= (xyz[2]>0)? 0:18;
1412     pointArray0.GetPoint(pIn0,npoints);
1413     pointArray1.GetPoint(pIn1,npoints);
1414     Double_t alpha = TMath::ATan2(xyz[1],xyz[0]);
1415     Float_t distPoint[3]={xyz[0],xyz[1],xyz[2]};
1416     DistortPoint(distPoint, sector);
1417     pIn0.SetXYZ(xyz[0], xyz[1],xyz[2]);
1418     pIn1.SetXYZ(distPoint[0], distPoint[1],distPoint[2]);
1419     //
1420     track.Rotate(alpha);
1421     AliTrackPoint prot0 = pIn0.Rotate(alpha);   // rotate to the local frame - non distoted  point
1422     AliTrackPoint prot1 = pIn1.Rotate(alpha);   // rotate to the local frame -     distorted point
1423     prot0.SetXYZ(prot0.GetX(),prot0.GetY(), prot0.GetZ(),covPoint);
1424     prot1.SetXYZ(prot1.GetX(),prot1.GetY(), prot1.GetZ(),covPoint);
1425     pIn0=prot0.Rotate(-alpha);                       // rotate back to global frame
1426     pIn1=prot1.Rotate(-alpha);                       // rotate back to global frame
1427     pointArray0.AddPoint(npoints, &pIn0);
1428     pointArray1.AddPoint(npoints, &pIn1);
1429     npoints++;
1430     if (npoints>=npoints0) break;
1431   }
1432   if (npoints<npoints0/4.) return 0;
1433   //
1434   // refit track
1435   //
1436   AliExternalTrackParam *track0=0;
1437   AliExternalTrackParam *track1=0;
1438   AliTrackPoint   point1,point2,point3;
1439   if (dir==1) {  //make seed inner
1440     pointArray0.GetPoint(point1,1);
1441     pointArray0.GetPoint(point2,11);
1442     pointArray0.GetPoint(point3,21);
1443   }
1444   if (dir==-1){ //make seed outer
1445     pointArray0.GetPoint(point1,npoints-21);
1446     pointArray0.GetPoint(point2,npoints-11);
1447     pointArray0.GetPoint(point3,npoints-1);
1448   }
1449   if ((TMath::Abs(point1.GetX()-point3.GetX())+TMath::Abs(point1.GetY()-point3.GetY()))<10){
1450     printf("fit points not properly initialized\n");
1451     return 0;
1452   }
1453   track0 = AliTrackerBase::MakeSeed(point1, point2, point3);
1454   track1 = AliTrackerBase::MakeSeed(point1, point2, point3);
1455   track0->ResetCovariance(10);
1456   track1->ResetCovariance(10);
1457   if (TMath::Abs(AliTrackerBase::GetBz())<0.01){
1458     ((Double_t*)track0->GetParameter())[4]=  trackIn.GetParameter()[4];
1459     ((Double_t*)track1->GetParameter())[4]=  trackIn.GetParameter()[4];
1460   }
1461   for (Int_t jpoint=0; jpoint<npoints; jpoint++){
1462     Int_t ipoint= (dir>0) ? jpoint: npoints-1-jpoint;
1463     //
1464     AliTrackPoint pIn0;
1465     AliTrackPoint pIn1;
1466     pointArray0.GetPoint(pIn0,ipoint);
1467     pointArray1.GetPoint(pIn1,ipoint);
1468     AliTrackPoint prot0 = pIn0.Rotate(track0->GetAlpha());   // rotate to the local frame - non distoted  point
1469     AliTrackPoint prot1 = pIn1.Rotate(track1->GetAlpha());   // rotate to the local frame -     distorted point
1470     if (TMath::Abs(prot0.GetX())<kRTPC0) continue;
1471     if (TMath::Abs(prot0.GetX())>kRTPC1) continue;
1472     //
1473     if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(track0,prot0.GetX(),kMass,5,kFALSE,kMaxSnp)) break;
1474     if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(track1,prot0.GetX(),kMass,5,kFALSE,kMaxSnp)) break;
1475     if (TMath::Abs(track0->GetZ())>kMaxZ) break;
1476     if (TMath::Abs(track0->GetX())>kMaxR) break;
1477     if (TMath::Abs(track1->GetZ())>kMaxZ) break;
1478     if (TMath::Abs(track1->GetX())>kMaxR) break;
1479     if (dir>0 && track1->GetX()>refX) continue;
1480     if (dir<0 && track1->GetX()<refX) continue;
1481     if (TMath::Abs(track1->GetZ())<kZcut)continue;
1482     track.GetXYZ(xyz);  // distorted track also propagated to the same reference radius
1483     //
1484     Double_t pointPos[2]={0,0};
1485     Double_t pointCov[3]={0,0,0};
1486     pointPos[0]=prot0.GetY();//local y
1487     pointPos[1]=prot0.GetZ();//local z
1488     pointCov[0]=prot0.GetCov()[3];//simay^2
1489     pointCov[1]=prot0.GetCov()[4];//sigmayz
1490     pointCov[2]=prot0.GetCov()[5];//sigmaz^2
1491     if (!track0->Update(pointPos,pointCov)) break;
1492     //
1493     Double_t deltaX=prot1.GetX()-prot0.GetX();   // delta X
1494     Double_t deltaYX=deltaX*TMath::Tan(TMath::ASin(track1->GetSnp()));  // deltaY due  delta X
1495     Double_t deltaZX=deltaX*track1->GetTgl();                           // deltaZ due  delta X
1496
1497     pointPos[0]=prot1.GetY()-deltaYX;//local y is sign correct? should be minus
1498     pointPos[1]=prot1.GetZ()-deltaZX;//local z is sign correct? should be minus
1499     pointCov[0]=prot1.GetCov()[3];//simay^2
1500     pointCov[1]=prot1.GetCov()[4];//sigmayz
1501     pointCov[2]=prot1.GetCov()[5];//sigmaz^2
1502     if (!track1->Update(pointPos,pointCov)) break;
1503     npoints1++;
1504     npoints2++;
1505   }
1506   if (npoints2<npoints/4.)  return 0;
1507   AliTrackerBase::PropagateTrackTo(track0,refX,kMass,5.,kTRUE,kMaxSnp);
1508   AliTrackerBase::PropagateTrackTo(track0,refX,kMass,1.,kTRUE,kMaxSnp);
1509   track1->Rotate(track0->GetAlpha());
1510   AliTrackerBase::PropagateTrackTo(track1,track0->GetX(),kMass,5.,kFALSE,kMaxSnp);
1511
1512   if (pcstream) (*pcstream)<<Form("fitDistort%s",GetName())<<
1513     "point0.="<<&pointArray0<<   //  points
1514     "point1.="<<&pointArray1<<   //  distorted points
1515     "trackIn.="<<&track<<       //  original track
1516     "track0.="<<track0<<         //  fitted track
1517     "track1.="<<track1<<         //  fitted distorted track
1518     "\n";
1519   new(&trackIn) AliExternalTrackParam(*track0);
1520   delete track0;
1521   return track1;
1522 }
1523
1524
1525
1526
1527
1528 TTree* AliTPCCorrection::CreateDistortionTree(Double_t step){
1529   //
1530   // create the distortion tree on a mesh with granularity given by step
1531   // return the tree with distortions at given position
1532   // Map is created on the mesh with given step size
1533   //
1534   TTreeSRedirector *pcstream = new TTreeSRedirector(Form("correction%s.root",GetName()));
1535   Float_t xyz[3];
1536   for (Double_t x= -250; x<250; x+=step){
1537     for (Double_t y= -250; y<250; y+=step){
1538       Double_t r    = TMath::Sqrt(x*x+y*y);
1539       if (r<80) continue;
1540       if (r>250) continue;
1541       for (Double_t z= -250; z<250; z+=step){
1542         Int_t roc=(z>0)?0:18;
1543         xyz[0]=x;
1544         xyz[1]=y;
1545         xyz[2]=z;
1546         Double_t phi  = TMath::ATan2(y,x);
1547         DistortPoint(xyz,roc);
1548         Double_t r1    = TMath::Sqrt(xyz[0]*xyz[0]+xyz[1]*xyz[1]);
1549         Double_t phi1  = TMath::ATan2(xyz[1],xyz[0]);
1550         if ((phi1-phi)>TMath::Pi()) phi1-=TMath::Pi();
1551         if ((phi1-phi)<-TMath::Pi()) phi1+=TMath::Pi();
1552         Double_t dx = xyz[0]-x;
1553         Double_t dy = xyz[1]-y;
1554         Double_t dz = xyz[2]-z;
1555         Double_t dr=r1-r;
1556         Double_t drphi=(phi1-phi)*r;
1557         (*pcstream)<<"distortion"<<
1558           "x="<<x<<           // original position
1559           "y="<<y<<
1560           "z="<<z<<
1561           "r="<<r<<
1562           "phi="<<phi<<
1563           "x1="<<xyz[0]<<      // distorted position
1564           "y1="<<xyz[1]<<
1565           "z1="<<xyz[2]<<
1566           "r1="<<r1<<
1567           "phi1="<<phi1<<
1568           //
1569           "dx="<<dx<<          // delta position
1570           "dy="<<dy<<
1571           "dz="<<dz<<
1572           "dr="<<dr<<
1573           "drphi="<<drphi<<
1574           "\n";
1575       }
1576     }
1577   }
1578   delete pcstream;
1579   TFile f(Form("correction%s.root",GetName()));
1580   TTree * tree = (TTree*)f.Get("distortion");
1581   TTree * tree2= tree->CopyTree("1");
1582   tree2->SetName(Form("dist%s",GetName()));
1583   tree2->SetDirectory(0);
1584   delete tree;
1585   return tree2;
1586 }
1587
1588
1589
1590
1591 void AliTPCCorrection::MakeTrackDistortionTree(TTree *tinput, Int_t dtype, Int_t ptype, const TObjArray * corrArray, Int_t step, Int_t offset, Bool_t debug ){
1592   //
1593   // Make a fit tree:
1594   // For each partial correction (specified in array) and given track topology (phi, theta, snp, refX)
1595   // calculates partial distortions
1596   // Partial distortion is stored in the resulting tree
1597   // Output is storred in the file distortion_<dettype>_<partype>.root
1598   // Partial  distortion is stored with the name given by correction name
1599   //
1600   //
1601   // Parameters of function:
1602   // input     - input tree
1603   // dtype     - distortion type 0 - ITSTPC,  1 -TPCTRD, 2 - TPCvertex , 3 - TPC-TOF,  4 - TPCTPC track crossing
1604   // ppype     - parameter type
1605   // corrArray - array with partial corrections
1606   // step      - skipe entries  - if 1 all entries processed - it is slow
1607   // debug     0 if debug on also space points dumped - it is slow
1608
1609   const Double_t kMaxSnp = 0.85;
1610   const Double_t kcutSnp=0.25;
1611   const Double_t kcutTheta=1.;
1612   const Double_t kRadiusTPC=85;
1613   //  AliTPCROC *tpcRoc =AliTPCROC::Instance();
1614   //
1615   const Double_t kMass = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle("pi+")->Mass();
1616   //  const Double_t kB2C=-0.299792458e-3;
1617   const Int_t kMinEntries=20;
1618   Double_t phi,theta, snp, mean,rms, entries,sector,dsec;
1619   Float_t refX;
1620   Int_t run;
1621   tinput->SetBranchAddress("run",&run);
1622   tinput->SetBranchAddress("theta",&theta);
1623   tinput->SetBranchAddress("phi", &phi);
1624   tinput->SetBranchAddress("snp",&snp);
1625   tinput->SetBranchAddress("mean",&mean);
1626   tinput->SetBranchAddress("rms",&rms);
1627   tinput->SetBranchAddress("entries",&entries);
1628   tinput->SetBranchAddress("sector",&sector);
1629   tinput->SetBranchAddress("dsec",&dsec);
1630   tinput->SetBranchAddress("refX",&refX);
1631   TTreeSRedirector *pcstream = new TTreeSRedirector(Form("distortion%d_%d_%d.root",dtype,ptype,offset));
1632   //
1633   Int_t nentries=tinput->GetEntries();
1634   Int_t ncorr=corrArray->GetEntries();
1635   Double_t corrections[100]={0}; //
1636   Double_t tPar[5];
1637   Double_t cov[15]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
1638   Int_t dir=0;
1639   if (dtype==5 || dtype==6) dtype=4;
1640   if (dtype==0) { dir=-1;}
1641   if (dtype==1) { dir=1;}
1642   if (dtype==2) { dir=-1;}
1643   if (dtype==3) { dir=1;}
1644   if (dtype==4) { dir=-1;}
1645   //
1646   for (Int_t ientry=offset; ientry<nentries; ientry+=step){
1647     tinput->GetEntry(ientry);
1648     if (TMath::Abs(snp)>kMaxSnp) continue;
1649     tPar[0]=0;
1650     tPar[1]=theta*refX;
1651     if (dtype==2)  tPar[1]=theta*kRadiusTPC;
1652     tPar[2]=snp;
1653     tPar[3]=theta;
1654     tPar[4]=(gRandom->Rndm()-0.5)*0.02;  // should be calculated - non equal to 0
1655     if (dtype==4){
1656       // tracks crossing CE
1657       tPar[1]=0;   // track at the CE
1658       //if (TMath::Abs(theta) <0.05) continue;  // deep cross
1659     }
1660
1661     if (TMath::Abs(snp) >kcutSnp) continue;
1662     if (TMath::Abs(theta) >kcutTheta) continue;
1663     printf("%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\n",entries, sector,theta,snp, mean,rms);
1664     Double_t bz=AliTrackerBase::GetBz();
1665     if (dtype !=4) { //exclude TPC  - for TPC mainly non primary tracks
1666       if (dtype!=2 && TMath::Abs(bz)>0.1 )  tPar[4]=snp/(refX*bz*kB2C*2);
1667
1668       if (dtype==2 && TMath::Abs(bz)>0.1 )  {
1669         tPar[4]=snp/(kRadiusTPC*bz*kB2C*2);//
1670         // snp at the TPC inner radius in case the vertex match used
1671       }
1672     }
1673     //
1674     tPar[4]+=(gRandom->Rndm()-0.5)*0.02;
1675     AliExternalTrackParam track(refX,phi,tPar,cov);
1676     Double_t xyz[3];
1677     track.GetXYZ(xyz);
1678     Int_t id=0;
1679     Double_t pt=1./tPar[4];
1680     Double_t dRrec=0; // dummy value - needed for points - e.g for laser
1681     //if (ptype==4 &&bz<0) mean*=-1;  // interpret as curvature -- COMMENTED out - in lookup signed 1/pt used
1682     Double_t refXD=refX;
1683     (*pcstream)<<"fit"<<
1684       "run="<<run<<       // run number
1685       "bz="<<bz<<         // magnetic filed used
1686       "dtype="<<dtype<<   // detector match type
1687       "ptype="<<ptype<<   // parameter type
1688       "theta="<<theta<<   // theta
1689       "phi="<<phi<<       // phi
1690       "snp="<<snp<<       // snp
1691       "mean="<<mean<<     // mean dist value
1692       "rms="<<rms<<       // rms
1693       "sector="<<sector<<
1694       "dsec="<<dsec<<
1695       "refX="<<refXD<<         // referece X as double
1696       "gx="<<xyz[0]<<         // global position at reference
1697       "gy="<<xyz[1]<<         // global position at reference
1698       "gz="<<xyz[2]<<         // global position at reference
1699       "dRrec="<<dRrec<<      // delta Radius in reconstruction
1700       "pt="<<pt<<            // pt
1701       "id="<<id<<             // track id
1702       "entries="<<entries;// number of entries in bin
1703     //
1704     Bool_t isOK=kTRUE;
1705     if (entries<kMinEntries) isOK=kFALSE;
1706     //
1707     if (dtype!=4) for (Int_t icorr=0; icorr<ncorr; icorr++) {
1708       AliTPCCorrection *corr = (AliTPCCorrection*)corrArray->At(icorr);
1709       corrections[icorr]=0;
1710       if (entries>kMinEntries){
1711         AliExternalTrackParam trackIn(refX,phi,tPar,cov);
1712         AliExternalTrackParam *trackOut = 0;
1713         if (debug) trackOut=corr->FitDistortedTrack(trackIn, refX, dir,pcstream);
1714         if (!debug) trackOut=corr->FitDistortedTrack(trackIn, refX, dir,0);
1715         if (dtype==0) {dir= -1;}
1716         if (dtype==1) {dir=  1;}
1717         if (dtype==2) {dir= -1;}
1718         if (dtype==3) {dir=  1;}
1719         //
1720         if (trackOut){
1721           if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(&trackIn,refX,kMass,5,kTRUE,kMaxSnp)) isOK=kFALSE;
1722           if (!trackOut->Rotate(trackIn.GetAlpha())) isOK=kFALSE;
1723           if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(trackOut,trackIn.GetX(),kMass,5,kFALSE,kMaxSnp)) isOK=kFALSE;
1724           //      trackOut->PropagateTo(trackIn.GetX(),AliTrackerBase::GetBz());
1725           //
1726           corrections[icorr]= trackOut->GetParameter()[ptype]-trackIn.GetParameter()[ptype];
1727           delete trackOut;
1728         }else{
1729           corrections[icorr]=0;
1730           isOK=kFALSE;
1731         }
1732         //if (ptype==4 &&bz<0) corrections[icorr]*=-1;  // interpret as curvature - commented out
1733       }
1734       (*pcstream)<<"fit"<<
1735         Form("%s=",corr->GetName())<<corrections[icorr];   // dump correction value
1736     }
1737
1738     if (dtype==4) for (Int_t icorr=0; icorr<ncorr; icorr++) {
1739       //
1740       // special case of the TPC tracks crossing the CE
1741       //
1742       AliTPCCorrection *corr = (AliTPCCorrection*)corrArray->At(icorr);
1743       corrections[icorr]=0;
1744       if (entries>kMinEntries){
1745         AliExternalTrackParam trackIn0(refX,phi,tPar,cov); //Outer - direction to vertex
1746         AliExternalTrackParam trackIn1(refX,phi,tPar,cov); //Inner - direction magnet
1747         AliExternalTrackParam *trackOut0 = 0;
1748         AliExternalTrackParam *trackOut1 = 0;
1749         //
1750         if (debug)  trackOut0=corr->FitDistortedTrack(trackIn0, refX, dir,pcstream);
1751         if (!debug) trackOut0=corr->FitDistortedTrack(trackIn0, refX, dir,0);
1752         if (debug)  trackOut1=corr->FitDistortedTrack(trackIn1, refX, -dir,pcstream);
1753         if (!debug) trackOut1=corr->FitDistortedTrack(trackIn1, refX, -dir,0);
1754         //
1755         if (trackOut0 && trackOut1){
1756           if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(&trackIn0,refX,kMass,5,kTRUE,kMaxSnp))  isOK=kFALSE;
1757           if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(&trackIn0,refX,kMass,1,kFALSE,kMaxSnp)) isOK=kFALSE;
1758           if (!trackOut0->Rotate(trackIn0.GetAlpha())) isOK=kFALSE;
1759           if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(trackOut0,trackIn0.GetX(),kMass,5,kFALSE,kMaxSnp)) isOK=kFALSE;
1760           //
1761           if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(&trackIn1,refX,kMass,5,kTRUE,kMaxSnp)) isOK=kFALSE;
1762           if (!trackIn1.Rotate(trackIn0.GetAlpha()))  isOK=kFALSE;
1763           if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(&trackIn1,trackIn0.GetX(),kMass,1,kFALSE,kMaxSnp)) isOK=kFALSE;
1764           if (!trackOut1->Rotate(trackIn1.GetAlpha())) isOK=kFALSE;
1765           if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(trackOut1,trackIn1.GetX(),kMass,5,kFALSE,kMaxSnp)) isOK=kFALSE;
1766           //
1767           corrections[icorr] = (trackOut0->GetParameter()[ptype]-trackIn0.GetParameter()[ptype]);
1768           corrections[icorr]-= (trackOut1->GetParameter()[ptype]-trackIn1.GetParameter()[ptype]);
1769           if (isOK)
1770             if ((TMath::Abs(trackOut0->GetX()-trackOut1->GetX())>0.1)||
1771                 (TMath::Abs(trackOut0->GetX()-trackIn1.GetX())>0.1)||
1772                 (TMath::Abs(trackOut0->GetAlpha()-trackOut1->GetAlpha())>0.00001)||
1773                 (TMath::Abs(trackOut0->GetAlpha()-trackIn1.GetAlpha())>0.00001)||
1774                 (TMath::Abs(trackIn0.GetTgl()-trackIn1.GetTgl())>0.0001)||
1775                 (TMath::Abs(trackIn0.GetSnp()-trackIn1.GetSnp())>0.0001)
1776                 ){
1777               isOK=kFALSE;
1778             }
1779           delete trackOut0;
1780           delete trackOut1;
1781         }else{
1782           corrections[icorr]=0;
1783           isOK=kFALSE;
1784         }
1785         //
1786         //if (ptype==4 &&bz<0) corrections[icorr]*=-1;  // interpret as curvature - commented out no in lookup
1787       }
1788       (*pcstream)<<"fit"<<
1789         Form("%s=",corr->GetName())<<corrections[icorr];   // dump correction value
1790     }
1791     //
1792     (*pcstream)<<"fit"<<"isOK="<<isOK<<"\n";
1793   }
1794
1795
1796   delete pcstream;
1797 }
1798
1799
1800
1801 void AliTPCCorrection::MakeSectorDistortionTree(TTree *tinput, Int_t dtype, Int_t ptype, const TObjArray * corrArray, Int_t step, Int_t offset, Bool_t debug ){
1802   //
1803   // Make a fit tree:
1804   // For each partial correction (specified in array) and given track topology (phi, theta, snp, refX)
1805   // calculates partial distortions
1806   // Partial distortion is stored in the resulting tree
1807   // Output is storred in the file distortion_<dettype>_<partype>.root
1808   // Partial  distortion is stored with the name given by correction name
1809   //
1810   //
1811   // Parameters of function:
1812   // input     - input tree
1813   // dtype     - distortion type 10 - IROC-OROC
1814   // ppype     - parameter type
1815   // corrArray - array with partial corrections
1816   // step      - skipe entries  - if 1 all entries processed - it is slow
1817   // debug     0 if debug on also space points dumped - it is slow
1818
1819   const Double_t kMaxSnp = 0.8;
1820   const Int_t kMinEntries=200;
1821   //  AliTPCROC *tpcRoc =AliTPCROC::Instance();
1822   //
1823   const Double_t kMass = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle("pi+")->Mass();
1824   //  const Double_t kB2C=-0.299792458e-3;
1825   Double_t phi,theta, snp, mean,rms, entries,sector,dsec,globalZ;
1826   Int_t isec1, isec0;
1827   Double_t refXD;
1828   Float_t refX;
1829   Int_t run;
1830   tinput->SetBranchAddress("run",&run);
1831   tinput->SetBranchAddress("theta",&theta);
1832   tinput->SetBranchAddress("phi", &phi);
1833   tinput->SetBranchAddress("snp",&snp);
1834   tinput->SetBranchAddress("mean",&mean);
1835   tinput->SetBranchAddress("rms",&rms);
1836   tinput->SetBranchAddress("entries",&entries);
1837   tinput->SetBranchAddress("sector",&sector);
1838   tinput->SetBranchAddress("dsec",&dsec);
1839   tinput->SetBranchAddress("refX",&refXD);
1840   tinput->SetBranchAddress("z",&globalZ);
1841   tinput->SetBranchAddress("isec0",&isec0);
1842   tinput->SetBranchAddress("isec1",&isec1);
1843   TTreeSRedirector *pcstream = new TTreeSRedirector(Form("distortionSector%d_%d_%d.root",dtype,ptype,offset));
1844   //
1845   Int_t nentries=tinput->GetEntries();
1846   Int_t ncorr=corrArray->GetEntries();
1847   Double_t corrections[100]={0}; //
1848   Double_t tPar[5];
1849   Double_t cov[15]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
1850   Int_t dir=0;
1851   //
1852   for (Int_t ientry=offset; ientry<nentries; ientry+=step){
1853     tinput->GetEntry(ientry);
1854     refX=refXD;
1855     Int_t id=-1;
1856     if (TMath::Abs(TMath::Abs(isec0%18)-TMath::Abs(isec1%18))==0) id=1;  // IROC-OROC - opposite side
1857     if (TMath::Abs(TMath::Abs(isec0%36)-TMath::Abs(isec1%36))==0) id=2;  // IROC-OROC - same side
1858     if (dtype==10  && id==-1) continue;
1859     //
1860     dir=-1;
1861     tPar[0]=0;
1862     tPar[1]=globalZ;
1863     tPar[2]=snp;
1864     tPar[3]=theta;
1865     tPar[4]=(gRandom->Rndm()-0.1)*0.2;  //
1866     Double_t pt=1./tPar[4];
1867     //
1868     printf("%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\n",entries, sector,theta,snp, mean,rms);
1869     Double_t bz=AliTrackerBase::GetBz();
1870     AliExternalTrackParam track(refX,phi,tPar,cov);
1871     Double_t xyz[3],xyzIn[3],xyzOut[3];
1872     track.GetXYZ(xyz);
1873     track.GetXYZAt(85,bz,xyzIn);
1874     track.GetXYZAt(245,bz,xyzOut);
1875     Double_t phiIn  = TMath::ATan2(xyzIn[1],xyzIn[0]);
1876     Double_t phiOut = TMath::ATan2(xyzOut[1],xyzOut[0]);
1877     Double_t phiRef = TMath::ATan2(xyz[1],xyz[0]);
1878     Int_t sectorRef = TMath::Nint(9.*phiRef/TMath::Pi()-0.5);
1879     Int_t sectorIn  = TMath::Nint(9.*phiIn/TMath::Pi()-0.5);
1880     Int_t sectorOut = TMath::Nint(9.*phiOut/TMath::Pi()-0.5);
1881     //
1882     Bool_t isOK=kTRUE;
1883     if (sectorIn!=sectorOut) isOK=kFALSE;  // requironment - cluster in the same sector
1884     if (sectorIn!=sectorRef) isOK=kFALSE;  // requironment - cluster in the same sector
1885     if (entries<kMinEntries/(1+TMath::Abs(globalZ/100.))) isOK=kFALSE;  // requironment - minimal amount of tracks in bin
1886     // Do downscale
1887     if (TMath::Abs(theta)>1) isOK=kFALSE;
1888     //
1889     Double_t dRrec=0; // dummy value - needed for points - e.g for laser
1890     //
1891     (*pcstream)<<"fit"<<
1892       "run="<<run<<       //run
1893       "bz="<<bz<<         // magnetic filed used
1894       "dtype="<<dtype<<   // detector match type
1895       "ptype="<<ptype<<   // parameter type
1896       "theta="<<theta<<   // theta
1897       "phi="<<phi<<       // phi
1898       "snp="<<snp<<       // snp
1899       "mean="<<mean<<     // mean dist value
1900       "rms="<<rms<<       // rms
1901       "sector="<<sector<<
1902       "dsec="<<dsec<<
1903       "refX="<<refXD<<         // referece X
1904       "gx="<<xyz[0]<<         // global position at reference
1905       "gy="<<xyz[1]<<         // global position at reference
1906       "gz="<<xyz[2]<<         // global position at reference
1907       "dRrec="<<dRrec<<      // delta Radius in reconstruction
1908       "pt="<<pt<<      //pt
1909       "id="<<id<<             // track id
1910       "entries="<<entries;// number of entries in bin
1911     //
1912     AliExternalTrackParam *trackOut0 = 0;
1913     AliExternalTrackParam *trackOut1 = 0;
1914     AliExternalTrackParam *ptrackIn0 = 0;
1915     AliExternalTrackParam *ptrackIn1 = 0;
1916
1917     for (Int_t icorr=0; icorr<ncorr; icorr++) {
1918       //
1919       // special case of the TPC tracks crossing the CE
1920       //
1921       AliTPCCorrection *corr = (AliTPCCorrection*)corrArray->At(icorr);
1922       corrections[icorr]=0;
1923       if (entries>kMinEntries &&isOK){
1924         AliExternalTrackParam trackIn0(refX,phi,tPar,cov);
1925         AliExternalTrackParam trackIn1(refX,phi,tPar,cov);
1926         ptrackIn1=&trackIn0;
1927         ptrackIn0=&trackIn1;
1928         //
1929         if (debug)  trackOut0=corr->FitDistortedTrack(trackIn0, refX, dir,pcstream);
1930         if (!debug) trackOut0=corr->FitDistortedTrack(trackIn0, refX, dir,0);
1931         if (debug)  trackOut1=corr->FitDistortedTrack(trackIn1, refX, -dir,pcstream);
1932         if (!debug) trackOut1=corr->FitDistortedTrack(trackIn1, refX, -dir,0);
1933         //
1934         if (trackOut0 && trackOut1){
1935           //
1936           if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(&trackIn0,refX,kMass,1,kTRUE,kMaxSnp))  isOK=kFALSE;
1937           if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(&trackIn0,refX,kMass,1,kFALSE,kMaxSnp)) isOK=kFALSE;
1938           // rotate all tracks to the same frame
1939           if (!trackOut0->Rotate(trackIn0.GetAlpha())) isOK=kFALSE;
1940           if (!trackIn1.Rotate(trackIn0.GetAlpha()))  isOK=kFALSE;
1941           if (!trackOut1->Rotate(trackIn0.GetAlpha())) isOK=kFALSE;
1942           //
1943           if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(trackOut0,refX,kMass,1,kFALSE,kMaxSnp)) isOK=kFALSE;
1944           if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(&trackIn1,refX,kMass,1,kFALSE,kMaxSnp)) isOK=kFALSE;
1945           if (!AliTrackerBase::PropagateTrackTo(trackOut1,refX,kMass,1,kFALSE,kMaxSnp)) isOK=kFALSE;
1946           //
1947           corrections[icorr] = (trackOut0->GetParameter()[ptype]-trackIn0.GetParameter()[ptype]);
1948           corrections[icorr]-= (trackOut1->GetParameter()[ptype]-trackIn1.GetParameter()[ptype]);
1949           (*pcstream)<<"fitDebug"<< // just to debug the correction
1950             "mean="<<mean<<
1951             "pIn0.="<<ptrackIn0<<
1952             "pIn1.="<<ptrackIn1<<
1953             "pOut0.="<<trackOut0<<
1954             "pOut1.="<<trackOut1<<
1955             "refX="<<refXD<<
1956             "\n";
1957           delete trackOut0;
1958           delete trackOut1;
1959         }else{
1960           corrections[icorr]=0;
1961           isOK=kFALSE;
1962         }
1963       }
1964       (*pcstream)<<"fit"<<
1965         Form("%s=",corr->GetName())<<corrections[icorr];   // dump correction value
1966     }
1967     //
1968     (*pcstream)<<"fit"<<"isOK="<<isOK<<"\n";
1969   }
1970   delete pcstream;
1971 }
1972
1973
1974
1975 void AliTPCCorrection::MakeLaserDistortionTreeOld(TTree* tree, TObjArray *corrArray, Int_t itype){
1976   //
1977   // Make a laser fit tree for global minimization
1978   //
1979   const Double_t cutErrY=0.1;
1980   const Double_t cutErrZ=0.1;
1981   const Double_t kEpsilon=0.00000001;
1982   const Double_t kMaxDist=1.;  // max distance - space correction
1983   const Double_t kMaxRMS=0.05;  // max distance -between point and local mean
1984   TVectorD *vecdY=0;
1985   TVectorD *vecdZ=0;
1986   TVectorD *veceY=0;
1987   TVectorD *veceZ=0;
1988   AliTPCLaserTrack *ltr=0;
1989   AliTPCLaserTrack::LoadTracks();
1990   tree->SetBranchAddress("dY.",&vecdY);
1991   tree->SetBranchAddress("dZ.",&vecdZ);
1992   tree->SetBranchAddress("eY.",&veceY);
1993   tree->SetBranchAddress("eZ.",&veceZ);
1994   tree->SetBranchAddress("LTr.",&ltr);
1995   Int_t entries= tree->GetEntries();
1996   TTreeSRedirector *pcstream= new TTreeSRedirector("distortionLaser_0.root");
1997   Double_t bz=AliTrackerBase::GetBz();
1998   //
1999
2000   for (Int_t ientry=0; ientry<entries; ientry++){
2001     tree->GetEntry(ientry);
2002     if (!ltr->GetVecGX()){
2003       ltr->UpdatePoints();
2004     }
2005     TVectorD * delta= (itype==0)? vecdY:vecdZ;
2006     TVectorD * err= (itype==0)? veceY:veceZ;
2007     TLinearFitter  fitter(2,"pol1");
2008     for (Int_t iter=0; iter<2; iter++){
2009       Double_t kfit0=0, kfit1=0;
2010       Int_t npoints=fitter.GetNpoints();
2011       if (npoints>80){
2012         fitter.Eval();
2013         kfit0=fitter.GetParameter(0);
2014         kfit1=fitter.GetParameter(1);
2015       }
2016       for (Int_t irow=0; irow<159; irow++){
2017         Bool_t isOK=kTRUE;
2018         Int_t isOKF=0;
2019         Int_t nentries = 1000;
2020         if (veceY->GetMatrixArray()[irow]>cutErrY||veceZ->GetMatrixArray()[irow]>cutErrZ) nentries=0;
2021         if (veceY->GetMatrixArray()[irow]<kEpsilon||veceZ->GetMatrixArray()[irow]<kEpsilon) nentries=0;
2022         Int_t dtype=5;
2023         Double_t array[10];
2024         Int_t first3=TMath::Max(irow-3,0);
2025         Int_t last3 =TMath::Min(irow+3,159);
2026         Int_t counter=0;
2027         if ((*ltr->GetVecSec())[irow]>=0 && err) {
2028           for (Int_t jrow=first3; jrow<=last3; jrow++){
2029             if ((*ltr->GetVecSec())[irow]!= (*ltr->GetVecSec())[jrow]) continue;
2030             if ((*err)[jrow]<kEpsilon) continue;
2031             array[counter]=(*delta)[jrow];
2032             counter++;
2033           }
2034         }
2035         Double_t rms3  = 0;
2036         Double_t mean3 = 0;
2037         if (counter>2){
2038           rms3  = TMath::RMS(counter,array);
2039           mean3  = TMath::Mean(counter,array);
2040         }else{
2041           isOK=kFALSE;
2042         }
2043         Double_t phi   =(*ltr->GetVecPhi())[irow];
2044         Double_t theta =ltr->GetTgl();
2045         Double_t mean=delta->GetMatrixArray()[irow];
2046         Double_t gx=0,gy=0,gz=0;
2047         Double_t snp = (*ltr->GetVecP2())[irow];
2048         Double_t dRrec=0;
2049         //      Double_t rms = err->GetMatrixArray()[irow];
2050         //
2051         gx = (*ltr->GetVecGX())[irow];
2052         gy = (*ltr->GetVecGY())[irow];
2053         gz = (*ltr->GetVecGZ())[irow];
2054         //
2055         // get delta R used in reconstruction
2056         AliTPCcalibDB*  calib=AliTPCcalibDB::Instance();
2057         AliTPCCorrection * correction = calib->GetTPCComposedCorrection(AliTrackerBase::GetBz());
2058         //      const AliTPCRecoParam * recoParam = calib->GetTransform()->GetCurrentRecoParam();
2059         //Double_t xyz0[3]={gx,gy,gz};
2060         Double_t oldR=TMath::Sqrt(gx*gx+gy*gy);
2061         Double_t fphi = TMath::ATan2(gy,gx);
2062         Double_t fsector = 9.*fphi/TMath::Pi();
2063         if (fsector<0) fsector+=18;
2064         Double_t dsec = fsector-Int_t(fsector)-0.5;
2065         Double_t refX=0;
2066         Int_t id= ltr->GetId();
2067         Double_t pt=0;
2068         //
2069         if (1 && oldR>1) {
2070           Float_t xyz1[3]={gx,gy,gz};
2071           Int_t sector=(gz>0)?0:18;
2072           correction->CorrectPoint(xyz1, sector);
2073           refX=TMath::Sqrt(xyz1[0]*xyz1[0]+xyz1[1]*xyz1[1]);
2074           dRrec=oldR-refX;
2075         }
2076         if (TMath::Abs(rms3)>kMaxRMS) isOK=kFALSE;
2077         if (TMath::Abs(mean-mean3)>kMaxRMS) isOK=kFALSE;
2078         if (counter<4) isOK=kFALSE;
2079         if (npoints<90) isOK=kFALSE;
2080         if (isOK){
2081           fitter.AddPoint(&refX,mean);
2082         }
2083         Double_t deltaF=kfit0+kfit1*refX;
2084         if (iter==1){
2085           (*pcstream)<<"fitFull"<<  // dumpe also intermediate results
2086             "bz="<<bz<<         // magnetic filed used
2087             "dtype="<<dtype<<   // detector match type
2088             "ptype="<<itype<<   // parameter type
2089             "theta="<<theta<<   // theta
2090             "phi="<<phi<<       // phi
2091             "snp="<<snp<<       // snp
2092             "mean="<<mean3<<     // mean dist value
2093             "rms="<<rms3<<       // rms
2094             "deltaF="<<deltaF<<
2095             "npoints="<<npoints<<  //number of points
2096             "mean3="<<mean3<<     // mean dist value
2097             "rms3="<<rms3<<       // rms
2098             "counter="<<counter<<
2099             "sector="<<fsector<<
2100             "dsec="<<dsec<<
2101             //
2102             "refX="<<refX<<      // reference radius
2103             "gx="<<gx<<         // global position
2104             "gy="<<gy<<         // global position
2105             "gz="<<gz<<         // global position
2106             "dRrec="<<dRrec<<      // delta Radius in reconstruction
2107             "id="<<id<<     //bundle
2108             "entries="<<nentries<<// number of entries in bin
2109             "\n";
2110         }
2111         if (iter==1) (*pcstream)<<"fit"<<  // dump valus for fit
2112           "bz="<<bz<<         // magnetic filed used
2113           "dtype="<<dtype<<   // detector match type
2114           "ptype="<<itype<<   // parameter type
2115           "theta="<<theta<<   // theta
2116           "phi="<<phi<<       // phi
2117           "snp="<<snp<<       // snp
2118           "mean="<<mean3<<     // mean dist value
2119           "rms="<<rms3<<       // rms
2120           "sector="<<fsector<<
2121           "dsec="<<dsec<<
2122           //
2123           "refX="<<refX<<      // reference radius
2124           "gx="<<gx<<         // global position
2125           "gy="<<gy<<         // global position
2126           "gz="<<gz<<         // global position
2127           "dRrec="<<dRrec<<      // delta Radius in reconstruction
2128           "pt="<<pt<<           //pt
2129           "id="<<id<<     //bundle
2130           "entries="<<nentries;// number of entries in bin
2131         //
2132         //
2133         Double_t ky = TMath::Tan(TMath::ASin(snp));
2134         Int_t ncorr = corrArray->GetEntries();
2135         Double_t r0   = TMath::Sqrt(gx*gx+gy*gy);
2136         Double_t phi0 = TMath::ATan2(gy,gx);
2137         Double_t distortions[1000]={0};
2138         Double_t distortionsR[1000]={0};
2139         if (iter==1){
2140           for (Int_t icorr=0; icorr<ncorr; icorr++) {
2141             AliTPCCorrection *corr = (AliTPCCorrection*)corrArray->At(icorr);
2142             Float_t distPoint[3]={gx,gy,gz};
2143             Int_t sector= (gz>0)? 0:18;
2144             if (r0>80){
2145               corr->DistortPoint(distPoint, sector);
2146             }
2147             // Double_t value=distPoint[2]-gz;
2148             if (itype==0 && r0>1){
2149               Double_t r1   = TMath::Sqrt(distPoint[0]*distPoint[0]+distPoint[1]*distPoint[1]);
2150               Double_t phi1 = TMath::ATan2(distPoint[1],distPoint[0]);
2151               Double_t drphi= r0*(phi1-phi0);
2152               Double_t dr   = r1-r0;
2153               distortions[icorr]  = drphi-ky*dr;
2154               distortionsR[icorr] = dr;
2155             }
2156             if (TMath::Abs(distortions[icorr])>kMaxDist) {isOKF=icorr+1; isOK=kFALSE; }
2157             if (TMath::Abs(distortionsR[icorr])>kMaxDist) {isOKF=icorr+1; isOK=kFALSE;}
2158             (*pcstream)<<"fit"<<
2159               Form("%s=",corr->GetName())<<distortions[icorr];    // dump correction value
2160           }
2161           (*pcstream)<<"fit"<<"isOK="<<isOK<<"\n";
2162         }
2163       }
2164     }
2165   }
2166   delete pcstream;
2167 }
2168
2169
2170
2171 void   AliTPCCorrection::MakeDistortionMap(THnSparse * his0, TTreeSRedirector * const pcstream, const char* hname, Int_t run, Float_t refX, Int_t type, Int_t integ){
2172   //
2173   // make a distortion map out ou fthe residual histogram
2174   // Results are written to the debug streamer - pcstream
2175   // Parameters:
2176   //   his0       - input (4D) residual histogram
2177   //   pcstream   - file to write the tree
2178   //   run        - run number
2179   //   refX       - track matching reference X
2180   //   type       - 0- y 1-z,2 -snp, 3-theta, 4=1/pt
2181   // THnSparse axes:
2182   // OBJ: TAxis     #Delta  #Delta
2183   // OBJ: TAxis     tanTheta        tan(#Theta)
2184   // OBJ: TAxis     phi     #phi
2185   // OBJ: TAxis     snp     snp
2186
2187   // marian.ivanov@cern.ch
2188   const Int_t kMinEntries=10;
2189   Double_t bz=AliTrackerBase::GetBz();
2190   Int_t idim[4]={0,1,2,3};
2191   //
2192   //
2193   //
2194   Int_t nbins3=his0->GetAxis(3)->GetNbins();
2195   Int_t first3=his0->GetAxis(3)->GetFirst();
2196   Int_t last3 =his0->GetAxis(3)->GetLast();
2197   //
2198   for (Int_t ibin3=first3; ibin3<last3; ibin3+=1){   // axis 3 - local angle
2199     his0->GetAxis(3)->SetRange(TMath::Max(ibin3-integ,1),TMath::Min(ibin3+integ,nbins3));
2200     Double_t      x3= his0->GetAxis(3)->GetBinCenter(ibin3);
2201     THnSparse * his3= his0->Projection(3,idim);         //projected histogram according selection 3
2202     //
2203     Int_t nbins2    = his3->GetAxis(2)->GetNbins();
2204     Int_t first2    = his3->GetAxis(2)->GetFirst();
2205     Int_t last2     = his3->GetAxis(2)->GetLast();
2206     //
2207     for (Int_t ibin2=first2; ibin2<last2; ibin2+=1){   // axis 2 - phi
2208       his3->GetAxis(2)->SetRange(TMath::Max(ibin2-integ,1),TMath::Min(ibin2+integ,nbins2));
2209       Double_t      x2= his3->GetAxis(2)->GetBinCenter(ibin2);
2210       THnSparse * his2= his3->Projection(2,idim);         //projected histogram according selection 2
2211       Int_t nbins1     = his2->GetAxis(1)->GetNbins();
2212       Int_t first1     = his2->GetAxis(1)->GetFirst();
2213       Int_t last1      = his2->GetAxis(1)->GetLast();
2214       for (Int_t ibin1=first1; ibin1<last1; ibin1++){   //axis 1 - theta
2215         //
2216         Double_t       x1= his2->GetAxis(1)->GetBinCenter(ibin1);
2217         his2->GetAxis(1)->SetRange(TMath::Max(ibin1-1,1),TMath::Min(ibin1+1,nbins1));
2218         if (TMath::Abs(x1)<0.1){
2219           if (x1<0) his2->GetAxis(1)->SetRange(TMath::Max(ibin1-1,1),TMath::Min(ibin1,nbins1));
2220           if (x1>0) his2->GetAxis(1)->SetRange(TMath::Max(ibin1,1),TMath::Min(ibin1+1,nbins1));
2221         }
2222         if (TMath::Abs(x1)<0.06){
2223           his2->GetAxis(1)->SetRange(TMath::Max(ibin1,1),TMath::Min(ibin1,nbins1));
2224         }
2225         TH1 * hisDelta = his2->Projection(0);
2226         //
2227         Double_t entries = hisDelta->GetEntries();
2228         Double_t mean=0, rms=0;
2229         if (entries>kMinEntries){
2230           mean    = hisDelta->GetMean();
2231           rms = hisDelta->GetRMS();
2232         }
2233         Double_t sector = 9.*x2/TMath::Pi();
2234         if (sector<0) sector+=18;
2235         Double_t dsec = sector-Int_t(sector)-0.5;
2236         Double_t z=refX*x1;
2237         (*pcstream)<<hname<<
2238           "run="<<run<<
2239           "bz="<<bz<<
2240           "theta="<<x1<<
2241           "phi="<<x2<<
2242           "z="<<z<<            // dummy z
2243           "snp="<<x3<<
2244           "entries="<<entries<<
2245           "mean="<<mean<<
2246           "rms="<<rms<<
2247           "refX="<<refX<<   // track matching refernce plane
2248           "type="<<type<<   //
2249           "sector="<<sector<<
2250           "dsec="<<dsec<<
2251           "\n";
2252         delete hisDelta;
2253         printf("%f\t%f\t%f\t%f\t%f\n",x3,x2,x1, entries,mean);
2254       }
2255       delete his2;
2256     }
2257     delete his3;
2258   }
2259 }
2260
2261
2262
2263
2264 void   AliTPCCorrection::MakeDistortionMapCosmic(THnSparse * hisInput, TTreeSRedirector * const pcstream, const char* hname, Int_t run, Float_t refX, Int_t type){
2265   //
2266   // make a distortion map out ou fthe residual histogram
2267   // Results are written to the debug streamer - pcstream
2268   // Parameters:
2269   //   his0       - input (4D) residual histogram
2270   //   pcstream   - file to write the tree
2271   //   run        - run number
2272   //   refX       - track matching reference X
2273   //   type       - 0- y 1-z,2 -snp, 3-theta, 4=1/pt
2274   // marian.ivanov@cern.ch
2275   //
2276   //  Histo axeses
2277   //   Collection name='TObjArray', class='TObjArray', size=16
2278   //  0. OBJ: TAxis     #Delta  #Delta
2279   //  1. OBJ: TAxis     N_{cl}  N_{cl}
2280   //  2. OBJ: TAxis     dca_{r} (cm)    dca_{r} (cm)
2281   //  3. OBJ: TAxis     z (cm)  z (cm)
2282   //  4. OBJ: TAxis     sin(#phi)       sin(#phi)
2283   //  5. OBJ: TAxis     tan(#theta)     tan(#theta)
2284   //  6. OBJ: TAxis     1/pt (1/GeV)    1/pt (1/GeV)
2285   //  7. OBJ: TAxis     pt (GeV)        pt (GeV)
2286   //  8. OBJ: TAxis     alpha   alpha
2287   const Int_t kMinEntries=10;
2288   //
2289   //  1. make default selections
2290   //
2291   TH1 * hisDelta=0;
2292   Int_t idim0[4]={0 , 5, 8,  3};   // delta, theta, alpha, z
2293   hisInput->GetAxis(1)->SetRangeUser(110,190);   //long tracks
2294   hisInput->GetAxis(2)->SetRangeUser(-10,35);    //tracks close to beam pipe
2295   hisInput->GetAxis(4)->SetRangeUser(-0.3,0.3); //small snp at TPC entrance
2296   hisInput->GetAxis(7)->SetRangeUser(3,100); //"high pt tracks"
2297   hisDelta= hisInput->Projection(0);
2298   hisInput->GetAxis(0)->SetRangeUser(-6.*hisDelta->GetRMS(), +6.*hisDelta->GetRMS());
2299   delete hisDelta;
2300   THnSparse *his0=  hisInput->Projection(4,idim0);
2301   //
2302   // 2. Get mean in diferent bins
2303   //
2304   Int_t nbins1=his0->GetAxis(1)->GetNbins();
2305   Int_t first1=his0->GetAxis(1)->GetFirst();
2306   Int_t last1 =his0->GetAxis(1)->GetLast();
2307   //
2308   Double_t bz=AliTrackerBase::GetBz();
2309   Int_t idim[4]={0,1, 2,  3};  // delta, theta,alpha,z
2310   //
2311   for (Int_t ibin1=first1; ibin1<=last1; ibin1++){   //axis 1 - theta
2312     //
2313     Double_t       x1= his0->GetAxis(1)->GetBinCenter(ibin1);
2314     his0->GetAxis(1)->SetRange(TMath::Max(ibin1-1,1),TMath::Min(ibin1+1,nbins1));
2315     //
2316     THnSparse * his1 = his0->Projection(4,idim);  // projected histogram according range1
2317     Int_t nbins3     = his1->GetAxis(3)->GetNbins();
2318     Int_t first3     = his1->GetAxis(3)->GetFirst();
2319     Int_t last3      = his1->GetAxis(3)->GetLast();
2320     //
2321     for (Int_t ibin3=first3-1; ibin3<=last3; ibin3+=1){   // axis 3 - z at "vertex"
2322       his1->GetAxis(3)->SetRange(TMath::Max(ibin3-1,1),TMath::Min(ibin3+1,nbins3));
2323       Double_t      x3= his1->GetAxis(3)->GetBinCenter(ibin3);
2324       if (ibin3<first3) {
2325         his1->GetAxis(3)->SetRangeUser(-1,1);
2326         x3=0;
2327       }
2328       THnSparse * his3= his1->Projection(4,idim);         //projected histogram according selection 3
2329       Int_t nbins2    = his3->GetAxis(2)->GetNbins();
2330       Int_t first2    = his3->GetAxis(2)->GetFirst();
2331       Int_t last2     = his3->GetAxis(2)->GetLast();
2332       //
2333       for (Int_t ibin2=first2; ibin2<=last2; ibin2+=1){
2334         his3->GetAxis(2)->SetRange(TMath::Max(ibin2-1,1),TMath::Min(ibin2+1,nbins2));
2335         Double_t x2= his3->GetAxis(2)->GetBinCenter(ibin2);
2336         hisDelta = his3->Projection(0);
2337         //
2338         Double_t entries = hisDelta->GetEntries();
2339         Double_t mean=0, rms=0;
2340         if (entries>kMinEntries){
2341           mean    = hisDelta->GetMean();
2342           rms = hisDelta->GetRMS();
2343         }
2344         Double_t sector = 9.*x2/TMath::Pi();
2345         if (sector<0) sector+=18;
2346         Double_t dsec = sector-Int_t(sector)-0.5;
2347         Double_t snp=0;  // dummy snp - equal 0
2348         (*pcstream)<<hname<<
2349           "run="<<run<<
2350           "bz="<<bz<<            // magnetic field
2351           "theta="<<x1<<         // theta
2352           "phi="<<x2<<           // phi (alpha)
2353           "z="<<x3<<             // z at "vertex"
2354           "snp="<<snp<<          // dummy snp
2355           "entries="<<entries<<  // entries in bin
2356           "mean="<<mean<<        // mean
2357           "rms="<<rms<<
2358           "refX="<<refX<<        // track matching refernce plane
2359           "type="<<type<<        // parameter type
2360           "sector="<<sector<<    // sector
2361           "dsec="<<dsec<<        // dummy delta sector
2362           "\n";
2363         delete hisDelta;
2364         printf("%f\t%f\t%f\t%f\t%f\n",x1,x3,x2, entries,mean);
2365       }
2366       delete his3;
2367     }
2368     delete his1;
2369   }
2370   delete his0;
2371 }
2372
2373
2374
2375 void   AliTPCCorrection::MakeDistortionMapSector(THnSparse * hisInput, TTreeSRedirector * const pcstream, const char* hname, Int_t run, Int_t type){
2376   //
2377   // make a distortion map out of the residual histogram
2378   // Results are written to the debug streamer - pcstream
2379   // Parameters:
2380   //   his0       - input (4D) residual histogram
2381   //   pcstream   - file to write the tree
2382   //   run        - run number
2383   //   type       - 0- y 1-z,2 -snp, 3-theta
2384   // marian.ivanov@cern.ch
2385
2386   //Collection name='TObjArray', class='TObjArray', size=16
2387   //0  OBJ: TAxis     delta   delta
2388   //1  OBJ: TAxis     phi     phi
2389   //2  OBJ: TAxis     localX  localX
2390   //3  OBJ: TAxis     kY      kY
2391   //4  OBJ: TAxis     kZ      kZ
2392   //5  OBJ: TAxis     is1     is1
2393   //6  OBJ: TAxis     is0     is0
2394   //7. OBJ: TAxis     z       z
2395   //8. OBJ: TAxis     IsPrimary       IsPrimary
2396
2397   const Int_t kMinEntries=10;
2398   THnSparse * hisSector0=0;
2399   TH1 * htemp=0;    // histogram to calculate mean value of parameter
2400   Double_t bz=AliTrackerBase::GetBz();
2401
2402   //
2403   // Loop over pair of sector:
2404   // isPrim         - 8  ==> 8
2405   // isec0          - 6  ==> 7
2406   //   isec1        - 5  ==> 6
2407   //     refX       - 2  ==> 5
2408   //
2409   //     phi        - 1  ==> 4
2410   //       z        - 7  ==> 3
2411   //         snp    - 3  ==> 2
2412   //           theta- 4  ==> 1
2413   //                  0  ==> 0;
2414   for (Int_t isec0=0; isec0<72; isec0++){
2415     Int_t index0[9]={0, 4, 3, 7, 1, 2, 5, 6,8}; //regroup indeces
2416     //
2417     //hisInput->GetAxis(8)->SetRangeUser(-0.1,0.4);  // select secondaries only ? - get out later ?
2418     hisInput->GetAxis(6)->SetRangeUser(isec0-0.1,isec0+0.1);
2419     hisSector0=hisInput->Projection(7,index0);
2420     //
2421     //
2422     for (Int_t isec1=isec0+1; isec1<72; isec1++){
2423       //if (isec1!=isec0+36) continue;
2424       if ( TMath::Abs((isec0%18)-(isec1%18))>1.5 && TMath::Abs((isec0%18)-(isec1%18))<16.5) continue;
2425       printf("Sectors %d\t%d\n",isec1,isec0);
2426       hisSector0->GetAxis(6)->SetRangeUser(isec1-0.1,isec1+0.1);
2427       TH1 * hisX=hisSector0->Projection(5);
2428       Double_t refX= hisX->GetMean();
2429       delete hisX;
2430       TH1 *hisDelta=hisSector0->Projection(0);
2431       Double_t dmean = hisDelta->GetMean();
2432       Double_t drms = hisDelta->GetRMS();
2433       hisSector0->GetAxis(0)->SetRangeUser(dmean-5.*drms, dmean+5.*drms);
2434       delete hisDelta;
2435       //
2436       //  1. make default selections
2437       //
2438       Int_t idim0[5]={0 , 1, 2, 3, 4}; // {delta, theta, snp, z, phi }
2439       THnSparse *hisSector1=  hisSector0->Projection(5,idim0);
2440       //
2441       // 2. Get mean in diferent bins
2442       //
2443       Int_t idim[5]={0, 1, 2,  3, 4};  // {delta, theta-1,snp-2 ,z-3, phi-4}
2444       //
2445       //      Int_t nbinsPhi=hisSector1->GetAxis(4)->GetNbins();
2446       Int_t firstPhi=hisSector1->GetAxis(4)->GetFirst();
2447       Int_t lastPhi =hisSector1->GetAxis(4)->GetLast();
2448       //
2449       for (Int_t ibinPhi=firstPhi; ibinPhi<=lastPhi; ibinPhi+=1){   //axis 4 - phi
2450         //
2451         // Phi loop
2452         //
2453         Double_t       xPhi= hisSector1->GetAxis(4)->GetBinCenter(ibinPhi);
2454         Double_t psec    = (9*xPhi/TMath::Pi());
2455         if (psec<0) psec+=18;
2456         Bool_t isOK0=kFALSE;
2457         Bool_t isOK1=kFALSE;
2458         if (TMath::Abs(psec-isec0%18-0.5)<1. || TMath::Abs(psec-isec0%18-17.5)<1.)  isOK0=kTRUE;
2459         if (TMath::Abs(psec-isec1%18-0.5)<1. || TMath::Abs(psec-isec1%18-17.5)<1.)  isOK1=kTRUE;
2460         if (!isOK0) continue;
2461         if (!isOK1) continue;
2462         //
2463         hisSector1->GetAxis(4)->SetRange(TMath::Max(ibinPhi-2,firstPhi),TMath::Min(ibinPhi+2,lastPhi));
2464         if (isec1!=isec0+36) {
2465           hisSector1->GetAxis(4)->SetRange(TMath::Max(ibinPhi-3,firstPhi),TMath::Min(ibinPhi+3,lastPhi));
2466         }
2467         //
2468         htemp = hisSector1->Projection(4);
2469         xPhi=htemp->GetMean();
2470         delete htemp;
2471         THnSparse * hisPhi = hisSector1->Projection(4,idim);
2472         //Int_t nbinsZ     = hisPhi->GetAxis(3)->GetNbins();
2473         Int_t firstZ     = hisPhi->GetAxis(3)->GetFirst();
2474         Int_t lastZ      = hisPhi->GetAxis(3)->GetLast();
2475         //
2476         for (Int_t ibinZ=firstZ; ibinZ<=lastZ; ibinZ+=1){   // axis 3 - z
2477           //
2478           // Z loop
2479           //
2480           hisPhi->GetAxis(3)->SetRange(TMath::Max(ibinZ,firstZ),TMath::Min(ibinZ,lastZ));
2481           if (isec1!=isec0+36) {
2482             hisPhi->GetAxis(3)->SetRange(TMath::Max(ibinZ-1,firstZ),TMath::Min(ibinZ-1,lastZ));
2483           }
2484           htemp = hisPhi->Projection(3);
2485           Double_t      xZ= htemp->GetMean();
2486           delete htemp;
2487           THnSparse * hisZ= hisPhi->Projection(3,idim);
2488           //projected histogram according selection 3 -z
2489           //
2490           //
2491           //Int_t nbinsSnp    = hisZ->GetAxis(2)->GetNbins();
2492           Int_t firstSnp    = hisZ->GetAxis(2)->GetFirst();
2493           Int_t lastSnp     = hisZ->GetAxis(2)->GetLast();
2494           for (Int_t ibinSnp=firstSnp; ibinSnp<=lastSnp; ibinSnp+=2){   // axis 2 - snp
2495             //
2496             // Snp loop
2497             //
2498             hisZ->GetAxis(2)->SetRange(TMath::Max(ibinSnp-1,firstSnp),TMath::Min(ibinSnp+1,lastSnp));
2499             if (isec1!=isec0+36) {
2500               hisZ->GetAxis(2)->SetRange(TMath::Max(ibinSnp-2,firstSnp),TMath::Min(ibinSnp+2,lastSnp));
2501             }
2502             htemp = hisZ->Projection(2);
2503             Double_t      xSnp= htemp->GetMean();
2504             delete htemp;
2505             THnSparse * hisSnp= hisZ->Projection(2,idim);
2506             //projected histogram according selection 2 - snp
2507
2508             //Int_t nbinsTheta    = hisSnp->GetAxis(1)->GetNbins();
2509             Int_t firstTheta    = hisSnp->GetAxis(1)->GetFirst();
2510             Int_t lastTheta     = hisSnp->GetAxis(1)->GetLast();
2511             //
2512             for (Int_t ibinTheta=firstTheta; ibinTheta<=lastTheta; ibinTheta+=2){  // axis1 theta
2513
2514
2515               hisSnp->GetAxis(1)->SetRange(TMath::Max(ibinTheta-2,firstTheta),TMath::Min(ibinTheta+2,lastTheta));
2516               if (isec1!=isec0+36) {
2517                  hisSnp->GetAxis(1)->SetRange(TMath::Max(ibinTheta-3,firstTheta),TMath::Min(ibinTheta+3,lastTheta));
2518               }
2519               htemp = hisSnp->Projection(1);
2520               Double_t xTheta=htemp->GetMean();
2521               delete htemp;
2522               hisDelta = hisSnp->Projection(0);
2523               //
2524               Double_t entries = hisDelta->GetEntries();
2525               Double_t mean=0, rms=0;
2526               if (entries>kMinEntries){
2527                 mean    = hisDelta->GetMean();
2528                 rms = hisDelta->GetRMS();
2529               }
2530               Double_t sector = 9.*xPhi/TMath::Pi();
2531               if (sector<0) sector+=18;
2532               Double_t dsec = sector-Int_t(sector)-0.5;
2533               Int_t dtype=1;  // TPC alignment type
2534               (*pcstream)<<hname<<
2535                 "run="<<run<<
2536                 "bz="<<bz<<             // magnetic field
2537                 "ptype="<<type<<         // parameter type
2538                 "dtype="<<dtype<<         // parameter type
2539                 "isec0="<<isec0<<       // sector 0
2540                 "isec1="<<isec1<<       // sector 1
2541                 "sector="<<sector<<     // sector as float
2542                 "dsec="<<dsec<<         // delta sector
2543                 //
2544                 "theta="<<xTheta<<      // theta
2545                 "phi="<<xPhi<<          // phi (alpha)
2546                 "z="<<xZ<<              // z
2547                 "snp="<<xSnp<<          // snp
2548                 //
2549                 "entries="<<entries<<  // entries in bin
2550                 "mean="<<mean<<        // mean
2551                 "rms="<<rms<<          // rms
2552                 "refX="<<refX<<        // track matching reference plane
2553                 "\n";
2554               delete hisDelta;
2555               printf("%d\t%d\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\n",isec0, isec1, xPhi,xZ,xSnp, xTheta, entries,mean);
2556               //
2557             }//ibinTheta
2558             delete hisSnp;
2559           } //ibinSnp
2560           delete hisZ;
2561         }//ibinZ
2562         delete hisPhi;
2563       }//ibinPhi
2564       delete hisSector1;
2565     }//isec1
2566     delete hisSector0;
2567   }//isec0
2568 }
2569
2570
2571
2572
2573
2574
2575
2576 void AliTPCCorrection::StoreInOCDB(Int_t startRun, Int_t endRun, const char *comment){
2577   //
2578   // Store object in the OCDB
2579   // By default the object is stored in the current directory
2580   // default comment consit of user name and the date
2581   //
2582   TString ocdbStorage="";
2583   ocdbStorage+="local://"+gSystem->GetFromPipe("pwd")+"/OCDB";
2584   AliCDBMetaData *metaData= new AliCDBMetaData();
2585   metaData->SetObjectClassName("AliTPCCorrection");
2586   metaData->SetResponsible("Marian Ivanov");
2587   metaData->SetBeamPeriod(1);
2588   metaData->SetAliRootVersion("05-25-01"); //root version
2589   TString userName=gSystem->GetFromPipe("echo $USER");
2590   TString date=gSystem->GetFromPipe("date");
2591
2592   if (!comment) metaData->SetComment(Form("Space point distortion calibration\n User: %s\n Data%s",userName.Data(),date.Data()));
2593   if (comment) metaData->SetComment(comment);
2594   AliCDBId* id1=NULL;
2595   id1=new AliCDBId("TPC/Calib/Correction", startRun, endRun);
2596   AliCDBStorage* gStorage = AliCDBManager::Instance()->GetStorage(ocdbStorage);
2597   gStorage->Put(this, (*id1), metaData);
2598 }
2599
2600
2601 void AliTPCCorrection::FastSimDistortedVertex(Double_t orgVertex[3], Int_t nTracks, AliESDVertex &aV, AliESDVertex &avOrg, AliESDVertex &cV, AliESDVertex &cvOrg, TTreeSRedirector * const pcstream, Double_t etaCuts){
2602   //
2603   // Fast method to simulate the influence of the given distortion on the vertex reconstruction
2604   //
2605
2606   AliMagF* magF= (AliMagF*)TGeoGlobalMagField::Instance()->GetField();
2607   if (!magF) AliError("Magneticd field - not initialized");
2608   Double_t bz = magF->SolenoidField(); //field in kGauss
2609   printf("bz: %f\n",bz);
2610   AliVertexerTracks *vertexer = new AliVertexerTracks(bz); // bz in kGauss
2611
2612   TObjArray   aTrk;              // Original Track array of Aside
2613   TObjArray   daTrk;             // Distorted Track array of A side
2614   UShort_t    *aId = new UShort_t[nTracks];      // A side Track ID
2615   TObjArray   cTrk;
2616   TObjArray   dcTrk;
2617   UShort_t    *cId = new UShort_t [nTracks];
2618   Int_t id=0;
2619   Double_t mass = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle("pi+")->Mass();
2620   TF1 fpt("fpt",Form("x*(1+(sqrt(x*x+%f^2)-%f)/([0]*[1]))^(-[0])",mass,mass),0.4,10);
2621   fpt.SetParameters(7.24,0.120);
2622   fpt.SetNpx(10000);
2623   for(Int_t nt=0; nt<nTracks; nt++){
2624     Double_t phi = gRandom->Uniform(0.0, 2*TMath::Pi());
2625     Double_t eta = gRandom->Uniform(-etaCuts, etaCuts);
2626     Double_t pt = fpt.GetRandom(); // momentum for f1
2627     //   printf("phi %lf  eta %lf pt %lf\n",phi,eta,pt);
2628     Short_t sign=1;
2629     if(gRandom->Rndm() < 0.5){
2630       sign =1;
2631     }else{
2632       sign=-1;
2633     }
2634
2635     Double_t theta = 2*TMath::ATan(TMath::Exp(-eta))-TMath::Pi()/2.;
2636     Double_t pxyz[3];
2637     pxyz[0]=pt*TMath::Cos(phi);
2638     pxyz[1]=pt*TMath::Sin(phi);
2639     pxyz[2]=pt*TMath::Tan(theta);
2640     Double_t cv[21]={0};
2641     AliExternalTrackParam *t= new AliExternalTrackParam(orgVertex, pxyz, cv, sign);
2642
2643     Double_t refX=1.;
2644     Int_t dir=-1;
2645     AliExternalTrackParam *td = FitDistortedTrack(*t, refX, dir,  NULL);
2646     if (!td) continue;
2647     if (pcstream) (*pcstream)<<"track"<<
2648       "eta="<<eta<<
2649       "theta="<<theta<<
2650       "tOrig.="<<t<<
2651       "td.="<<td<<
2652       "\n";
2653     if(( eta>0.07 )&&( eta<etaCuts )) { // - log(tan(0.5*theta)), theta = 0.5*pi - ATan(5.0/80.0)
2654       if (td){
2655         daTrk.AddLast(td);
2656         aTrk.AddLast(t);
2657         Int_t nn=aTrk.GetEntriesFast();
2658         aId[nn]=id;
2659       }
2660     }else if(( eta<-0.07 )&&( eta>-etaCuts )){
2661       if (td){
2662         dcTrk.AddLast(td);
2663         cTrk.AddLast(t);
2664         Int_t nn=cTrk.GetEntriesFast();
2665         cId[nn]=id;
2666       }
2667     }
2668     id++;
2669   }// end of track loop
2670
2671   vertexer->SetTPCMode();
2672   vertexer->SetConstraintOff();
2673
2674   aV = *((AliESDVertex*)vertexer->FindPrimaryVertex(&daTrk,aId));
2675   avOrg = *((AliESDVertex*)vertexer->FindPrimaryVertex(&aTrk,aId));
2676   cV = *((AliESDVertex*)vertexer->FindPrimaryVertex(&dcTrk,cId));
2677   cvOrg = *((AliESDVertex*)vertexer->FindPrimaryVertex(&cTrk,cId));
2678   if (pcstream) (*pcstream)<<"vertex"<<
2679     "x="<<orgVertex[0]<<
2680     "y="<<orgVertex[1]<<
2681     "z="<<orgVertex[2]<<
2682     "av.="<<&aV<<              // distorted vertex A side
2683     "cv.="<<&cV<<              // distroted vertex C side
2684     "avO.="<<&avOrg<<         // original vertex A side
2685     "cvO.="<<&cvOrg<<
2686     "\n";
2687   delete []aId;
2688   delete []cId;
2689 }
2690
2691 void AliTPCCorrection::AddVisualCorrection(AliTPCCorrection* corr, Int_t position){
2692   //
2693   // make correction available for visualization using
2694   // TFormula, TFX and TTree::Draw
2695   // important in order to check corrections and also compute dervied variables
2696   // e.g correction partial derivatives
2697   //
2698   // NOTE - class is not owner of correction
2699   //
2700   if (!fgVisualCorrection) fgVisualCorrection=new TObjArray(10000);
2701   if (position>=fgVisualCorrection->GetEntriesFast())
2702     fgVisualCorrection->Expand((position+10)*2);
2703   fgVisualCorrection->AddAt(corr, position);
2704 }
2705
2706
2707
2708 Double_t AliTPCCorrection::GetCorrSector(Double_t sector, Double_t r, Double_t kZ, Int_t axisType, Int_t corrType){
2709   //
2710   // calculate the correction at given position - check the geffCorr
2711   //
2712   // corrType return values
2713   // 0 - delta R
2714   // 1 - delta RPhi
2715   // 2 - delta Z
2716   // 3 - delta RPHI
2717   //
2718   if (!fgVisualCorrection) return 0;
2719   AliTPCCorrection *corr = (AliTPCCorrection*)fgVisualCorrection->At(corrType);
2720   if (!corr) return 0;
2721
2722   Double_t phi=sector*TMath::Pi()/9.;
2723   Double_t gx = r*TMath::Cos(phi);
2724   Double_t gy = r*TMath::Sin(phi);
2725   Double_t gz = r*kZ;
2726   Int_t nsector=(gz>0) ? 0:18;
2727   //
2728   //
2729   //
2730   Float_t distPoint[3]={gx,gy,gz};
2731   corr->DistortPoint(distPoint, nsector);
2732   Double_t r0=TMath::Sqrt(gx*gx+gy*gy);
2733   Double_t r1=TMath::Sqrt(distPoint[0]*distPoint[0]+distPoint[1]*distPoint[1]);
2734   Double_t phi0=TMath::ATan2(gy,gx);
2735   Double_t phi1=TMath::ATan2(distPoint[1],distPoint[0]);
2736   if (axisType==0) return r1-r0;
2737   if (axisType==1) return (phi1-phi0)*r0;
2738   if (axisType==2) return distPoint[2]-gz;
2739   if (axisType==3) return (TMath::Cos(phi)*(distPoint[0]-gx)+ TMath::Cos(phi)*(distPoint[1]-gy));
2740   return phi1-phi0;
2741 }
2742
2743 Double_t AliTPCCorrection::GetCorrXYZ(Double_t gx, Double_t gy, Double_t gz, Int_t axisType, Int_t corrType){
2744   //
2745   // return correction at given x,y,z
2746   //
2747   if (!fgVisualCorrection) return 0;
2748   AliTPCCorrection *corr = (AliTPCCorrection*)fgVisualCorrection->At(corrType);
2749   if (!corr) return 0;
2750   Double_t phi0= TMath::ATan2(gy,gx);
2751   Int_t nsector=(gz>0) ? 0:18;
2752   Float_t distPoint[3]={gx,gy,gz};
2753   corr->DistortPoint(distPoint, nsector);
2754   Double_t r0=TMath::Sqrt(gx*gx+gy*gy);
2755   Double_t r1=TMath::Sqrt(distPoint[0]*distPoint[0]+distPoint[1]*distPoint[1]);
2756   Double_t phi1=TMath::ATan2(distPoint[1],distPoint[0]);
2757   if (axisType==0) return r1-r0;
2758   if (axisType==1) return (phi1-phi0)*r0;
2759   if (axisType==2) return distPoint[2]-gz;
2760   return phi1-phi0;
2761 }
2762
2763
2764
2765
2766
2767 void AliTPCCorrection::MakeLaserDistortionTree(TTree* tree, TObjArray */*corrArray*/, Int_t /*itype*/){
2768   //
2769   // Make a laser fit tree for global minimization
2770   //
2771   AliTPCcalibDB*  calib=AliTPCcalibDB::Instance();
2772   AliTPCCorrection * correction = calib->GetTPCComposedCorrection();
2773   if (!correction) correction = calib->GetTPCComposedCorrection(AliTrackerBase::GetBz());
2774   correction->AddVisualCorrection(correction,0);  //register correction
2775
2776   //  AliTPCTransform *transform = AliTPCcalibDB::Instance()->GetTransform() ;
2777   //AliTPCParam     *param     = AliTPCcalibDB::Instance()->GetParameters();
2778   //
2779   const Double_t cutErrY=0.05;
2780   const Double_t kSigmaCut=4;
2781   //  const Double_t cutErrZ=0.03;
2782   const Double_t kEpsilon=0.00000001;
2783   //  const Double_t kMaxDist=1.;  // max distance - space correction
2784   TVectorD *vecdY=0;
2785   TVectorD *vecdZ=0;
2786   TVectorD *veceY=0;
2787   TVectorD *veceZ=0;
2788   AliTPCLaserTrack *ltr=0;
2789   AliTPCLaserTrack::LoadTracks();
2790   tree->SetBranchAddress("dY.",&vecdY);
2791   tree->SetBranchAddress("dZ.",&vecdZ);
2792   tree->SetBranchAddress("eY.",&veceY);
2793   tree->SetBranchAddress("eZ.",&veceZ);
2794   tree->SetBranchAddress("LTr.",&ltr);
2795   Int_t entries= tree->GetEntries();
2796   TTreeSRedirector *pcstream= new TTreeSRedirector("distortionLaser_0.root");
2797   Double_t bz=AliTrackerBase::GetBz();
2798   //
2799   //  Double_t globalXYZ[3];
2800   //Double_t globalXYZCorr[3];
2801   for (Int_t ientry=0; ientry<entries; ientry++){
2802     tree->GetEntry(ientry);
2803     if (!ltr->GetVecGX()){
2804       ltr->UpdatePoints();
2805     }
2806     //
2807     TVectorD fit10(5);
2808     TVectorD fit5(5);
2809     printf("Entry\t%d\n",ientry);
2810     for (Int_t irow0=0; irow0<158; irow0+=1){
2811       //
2812       TLinearFitter fitter10(4,"hyp3");
2813       TLinearFitter fitter5(2,"hyp1");
2814       Int_t sector= (Int_t)(*ltr->GetVecSec())[irow0];
2815       if (sector<0) continue;
2816       //if (TMath::Abs(vecdY->GetMatrixArray()[irow0])<kEpsilon) continue;
2817
2818       Double_t refX= (*ltr->GetVecLX())[irow0];
2819       Int_t firstRow1 = TMath::Max(irow0-10,0);
2820       Int_t lastRow1  = TMath::Min(irow0+10,158);
2821       Double_t padWidth=(irow0<64)?0.4:0.6;
2822       // make long range fit
2823       for (Int_t irow1=firstRow1; irow1<=lastRow1; irow1++){
2824         if (TMath::Abs((*ltr->GetVecSec())[irow1]-sector)>kEpsilon) continue;
2825         if (veceY->GetMatrixArray()[irow1]>cutErrY) continue;
2826         if (TMath::Abs(vecdY->GetMatrixArray()[irow1])<kEpsilon) continue;
2827         Double_t idealX= (*ltr->GetVecLX())[irow1];
2828         Double_t idealY= (*ltr->GetVecLY())[irow1];
2829         //      Double_t idealZ= (*ltr->GetVecLZ())[irow1];
2830         Double_t gx= (*ltr->GetVecGX())[irow1];
2831         Double_t gy= (*ltr->GetVecGY())[irow1];
2832         Double_t gz= (*ltr->GetVecGZ())[irow1];
2833         Double_t measY=(*vecdY)[irow1]+idealY;
2834         Double_t deltaR = GetCorrXYZ(gx, gy, gz, 0,0);
2835         // deltaR = R distorted -R ideal
2836         Double_t xxx[4]={idealX+deltaR-refX,TMath::Cos(idealY/padWidth), TMath::Sin(idealY/padWidth)};
2837         fitter10.AddPoint(xxx,measY,1);
2838       }
2839       Bool_t isOK=kTRUE;
2840       Double_t rms10=0;//TMath::Sqrt(fitter10.GetChisquare()/(fitter10.GetNpoints()-4));
2841       Double_t mean10  =0;//   fitter10.GetParameter(0);
2842       Double_t slope10  =0;//   fitter10.GetParameter(0);
2843       Double_t cosPart10  = 0;//  fitter10.GetParameter(2);
2844       Double_t sinPart10   =0;//  fitter10.GetParameter(3);
2845
2846       if (fitter10.GetNpoints()>10){
2847         fitter10.Eval();
2848         rms10=TMath::Sqrt(fitter10.GetChisquare()/(fitter10.GetNpoints()-4));
2849         mean10      =   fitter10.GetParameter(0);
2850         slope10     =   fitter10.GetParameter(1);
2851         cosPart10   =   fitter10.GetParameter(2);
2852         sinPart10   =  fitter10.GetParameter(3);
2853         //
2854         // make short range fit
2855         //
2856         for (Int_t irow1=firstRow1+5; irow1<=lastRow1-5; irow1++){
2857           if (TMath::Abs((*ltr->GetVecSec())[irow1]-sector)>kEpsilon) continue;
2858           if (veceY->GetMatrixArray()[irow1]>cutErrY) continue;
2859           if (TMath::Abs(vecdY->GetMatrixArray()[irow1])<kEpsilon) continue;
2860           Double_t idealX= (*ltr->GetVecLX())[irow1];
2861           Double_t idealY= (*ltr->GetVecLY())[irow1];
2862           //      Double_t idealZ= (*ltr->GetVecLZ())[irow1];
2863           Double_t gx= (*ltr->GetVecGX())[irow1];
2864           Double_t gy= (*ltr->GetVecGY())[irow1];
2865           Double_t gz= (*ltr->GetVecGZ())[irow1];
2866           Double_t measY=(*vecdY)[irow1]+idealY;
2867           Double_t deltaR = GetCorrXYZ(gx, gy, gz, 0,0);
2868           // deltaR = R distorted -R ideal
2869           Double_t expY= mean10+slope10*(idealX+deltaR-refX);
2870           if (TMath::Abs(measY-expY)>kSigmaCut*rms10) continue;
2871           //
2872           Double_t corr=cosPart10*TMath::Cos(idealY/padWidth)+sinPart10*TMath::Sin(idealY/padWidth);
2873           Double_t xxx[4]={idealX+deltaR-refX,TMath::Cos(idealY/padWidth), TMath::Sin(idealY/padWidth)};
2874           fitter5.AddPoint(xxx,measY-corr,1);
2875         }
2876       }else{
2877         isOK=kFALSE;
2878       }
2879       if (fitter5.GetNpoints()<8) isOK=kFALSE;
2880
2881       Double_t rms5=0;//TMath::Sqrt(fitter5.GetChisquare()/(fitter5.GetNpoints()-4));
2882       Double_t offset5  =0;//  fitter5.GetParameter(0);
2883       Double_t slope5   =0;//  fitter5.GetParameter(0);
2884       if (isOK){
2885         fitter5.Eval();
2886         rms5=TMath::Sqrt(fitter5.GetChisquare()/(fitter5.GetNpoints()-4));
2887         offset5  =  fitter5.GetParameter(0);
2888         slope5   =  fitter5.GetParameter(0);
2889       }
2890       //
2891       Double_t dtype=5;
2892       Double_t ptype=0;
2893       Double_t phi   =(*ltr->GetVecPhi())[irow0];
2894       Double_t theta =ltr->GetTgl();
2895       Double_t mean=(vecdY)->GetMatrixArray()[irow0];
2896       Double_t gx=0,gy=0,gz=0;
2897       Double_t snp = (*ltr->GetVecP2())[irow0];
2898       Int_t bundle= ltr->GetBundle();
2899       Int_t id= ltr->GetId();
2900       //      Double_t rms = err->GetMatrixArray()[irow];
2901       //
2902       gx = (*ltr->GetVecGX())[irow0];
2903       gy = (*ltr->GetVecGY())[irow0];
2904       gz = (*ltr->GetVecGZ())[irow0];
2905       Double_t dRrec = GetCorrXYZ(gx, gy, gz, 0,0);
2906       fitter10.GetParameters(fit10);
2907       fitter5.GetParameters(fit5);
2908       Double_t idealY= (*ltr->GetVecLY())[irow0];
2909       Double_t measY=(*vecdY)[irow0]+idealY;
2910       Double_t corr=cosPart10*TMath::Cos(idealY/padWidth)+sinPart10*TMath::Sin(idealY/padWidth);
2911       if (TMath::Max(rms5,rms10)>0.06) isOK=kFALSE;
2912       //
2913       (*pcstream)<<"fitFull"<<  // dumpe also intermediate results
2914         "bz="<<bz<<         // magnetic filed used
2915         "dtype="<<dtype<<   // detector match type
2916         "ptype="<<ptype<<   // parameter type
2917         "theta="<<theta<<   // theta
2918         "phi="<<phi<<       // phi
2919         "snp="<<snp<<       // snp
2920         "sector="<<sector<<
2921         "bundle="<<bundle<<
2922 //      //      "dsec="<<dsec<<
2923         "refX="<<refX<<      // reference radius
2924         "gx="<<gx<<         // global position
2925         "gy="<<gy<<         // global position
2926         "gz="<<gz<<         // global position
2927         "dRrec="<<dRrec<<      // delta Radius in reconstruction
2928         "id="<<id<<     //bundle
2929         "rms10="<<rms10<<
2930         "rms5="<<rms5<<
2931         "fit10.="<<&fit10<<
2932         "fit5.="<<&fit5<<
2933         "measY="<<measY<<
2934         "mean="<<mean<<
2935         "idealY="<<idealY<<
2936         "corr="<<corr<<
2937         "isOK="<<isOK<<
2938         "\n";
2939     }
2940   }
2941   delete pcstream;
2942 }