TRD/qaRec/AliTRDclusterResolution.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-commercialf purposes is hereby granted   *
   9 * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10 * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11 * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12 * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13 * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14 **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id: AliTRDclusterResolution.cxx */
  17
  18 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  19 //                                                                           //
  20 //  TRD cluster error parameterization                                        //
  21 //                                                                           //
  22 // This class is designed to produce the reference plots for a detailed study//
  23 // and parameterization of TRD cluster errors. The following effects are taken//
  24 // into account :                                                            //
  25 //   - dependence with the total charge of the cluster                       //
  26 //   - dependence with the distance from the center pad. This is monitored
  27 // for each layer individually since the pad size varies with layer
  28 //   - dependence with the drift length - here the influence of anisochronity
  29 // and diffusion are searched
  30 //   - dependence with the distance to the anode wire - anisochronity effects
  31 //   - dependence with track angle (for y resolution)
  32 // The correlation between effects is taken into account.
  33 //
  34 // Since magnetic field plays a very important role in the TRD measurement
  35 // the ExB correction is forced by the setter function SetExB(Int_t). The
  36 // argument is the detector index, if none is specified all will be
  37 // considered.
  38 //
  39 // Two cases are of big importance.
  40 //   - comparison with MC
  41 //   - comparison with Kalman fit. In this case the covariance matrix of the
  42 // Kalman fit are needed.
  43 //
  44 // The functionalities implemented in this class are based on the storage
  45 // class AliTRDclusterInfo.
  46 //
  47 // The Method
  48 // ----------
  49 //
  50 // The method to disentangle s_y and s_x is based on the relation (see also fig.)
  51 // BEGIN_LATEX
  52 // #sigma^{2} = #sigma^{2}_{y} + tg^{2}(#alpha_{L})*#sigma^{2}_{x_{d}} + tg^{2}(#phi-#alpha_{L})*(#sigma^{2}_{x_{d}}+#sigma^{2}_{x_{c}})
  53 // END_LATEX
  54 // with
  55 // BEGIN_LATEX
  56 // #sigma^{2}_{x_{c}} #approx 0
  57 // END_LATEX
  58 // we suppose the chamber is well calibrated for t_{0} and aligned in
  59 // radial direction.
  60 //
  61 // Clusters can be radially shifted due to three causes:
  62 //   - globally shifted - due to residual misalignment/miscalibration(t0)
  63 //   - locally shifted - due to different local drift velocity from the mean
  64 //   - randomly shifted - due to neighboring (radial direction) clusters
  65 // charge induced by asymmetry of the TRF.
  66 //
  67 // We estimate this effects by the relations:
  68 // BEGIN_LATEX
  69 // #mu_{y} = tg(#alpha_{L})*#Delta x_{d}(...) + tg(#phi-#alpha_{L})*(#Delta x_{c}(...) + #Delta x_{d}(...))
  70 // END_LATEX
  71 // where
  72 // BEGIN_LATEX
  73 // #Delta x_{d}(...) = (<v_{d}> + #delta v_{d}(x_{d}, d)) * (t + t^{*}(Q))
  74 // END_LATEX
  75 // and we specified explicitely the variation of drift velocity parallel
  76 // with the track (x_{d}) and perpendicular to it due to anisochronity (d).
  77 //
  78 // For estimating the contribution from asymmetry of TRF the following
  79 // parameterization is being used
  80 // BEGIN_LATEX
  81 // t^{*}(Q) = #delta_{0} * #frac{Q_{t+1} - Q_{t-1}}{Q_{t-1} + Q_{t} + Q_{t+1}}
  82 // END_LATEX
  83 //
  84 //
  85 // Clusters can also be r-phi shifted due to:
  86 //   - wrong PRF or wrong cuts at digits level
  87 //The following correction is applied :
  88 // BEGIN_LATEX
  89 // <#Delta y> = a + b * sin(c*y_{pw})
  90 // END_LATEX
  91
  92 // The Models
  93 //
  94 //   Parameterization against total charge
  95 //
  96 // Obtained for B=0T at phi=0. All other effects integrated out.
  97 // BEGIN_LATEX
  98 // #sigma^{2}_{y}(Q) = #sigma^{2}_{y}(...) + b(#frac{1}{Q} - #frac{1}{Q_{0}})
  99 // END_LATEX
 100 // For B diff 0T the error of the average ExB correction error has to be subtracted !!
 101 //
 102 //   Parameterization Sx
 103 //
 104 // The parameterization of the error in the x direction can be written as
 105 // BEGIN_LATEX
 106 // #sigma_{x} = #sigma_{x}^{||} + #sigma_{x}^{#perp}
 107 // END_LATEX
 108 //
 109 // where the parallel component is given mainly by the TRF width while
 110 // the perpendicular component by the anisochronity. The model employed for
 111 // the parallel is gaus(0)+expo(3) with the following parameters
 112 // 1  C   5.49018e-01   1.23854e+00   3.84540e-04  -8.21084e-06
 113 // 2  M   7.82999e-01   6.22531e-01   2.71272e-04  -6.88485e-05
 114 // 3  S   2.74451e-01   1.13815e+00   2.90667e-04   1.13493e-05
 115 // 4  E1  2.53596e-01   1.08646e+00   9.95591e-05  -2.11625e-05
 116 // 5  E2 -2.40078e-02   4.26520e-01   4.67153e-05  -2.35392e-04
 117 //
 118 // and perpendicular to the track is pol2 with the parameters
 119 //
 120 // Par_0 = 0.190676 +/- 0.41785
 121 // Par_1 = -3.9269  +/- 7.49862
 122 // Par_2 = 14.7851  +/- 27.8012
 123 //
 124 //   Parameterization Sy
 125 //
 126 // The parameterization of the error in the y direction along track uses
 127 // BEGIN_LATEX
 128 // #sigma_{y}^{||} = #sigma_{y}^{0} -a*exp(1/(x-b))
 129 // END_LATEX
 130 //
 131 // with following values for the parameters:
 132 // 1  sy0 2.60967e-01   2.99652e-03   7.82902e-06  -1.89636e-04
 133 // 2  a  -7.68941e+00   1.87883e+00   3.84539e-04   9.38268e-07
 134 // 3  b  -3.41160e-01   7.72850e-02   1.63231e-05   2.51602e-05
 135 //
 136 //==========================================================================
 137 // Example how to retrive reference plots from the task
 138 // void steerClErrParam(Int_t fig=0)
 139 // {
 140 //   gSystem->Load("libANALYSIS.so");
 141 //   gSystem->Load("libTRDqaRec.so");
 142 //
 143 //   // initialize DB manager
 144 //   AliCDBManager *cdb = AliCDBManager::Instance();
 145 //   cdb->SetDefaultStorage("local://$ALICE_ROOT");
 146 //   cdb->SetRun(0);
 147 //   // initialize magnetic field.
 148 //   AliMagFMaps *field = new AliMagFMaps("Maps","Maps", 2, 1., 10., AliMagFMaps::k5kG);
 149 //   AliTracker::SetFieldMap(field, kTRUE);
 150 //
 151 //   AliTRDclusterResolution *res = new AliTRDclusterResolution();
 152 //   res->SetMCdata();
 153 //   res->Load("TRD.TaskClErrParam.root");
 154 //   res->SetExB();
 155 //   if(!res->PostProcess()) return;
 156 //   new TCanvas;
 157 //   res->GetRefFigure(fig);
 158 // }
 159 //
 160 //  Authors:                                                              //
 161 //    Alexandru Bercuci <A.Bercuci@gsi.de>                                //
 162 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 163
 164 #include "AliTRDclusterResolution.h"
 165 #include "AliTRDtrackInfo/AliTRDclusterInfo.h"
 166 #include "AliTRDgeometry.h"
 167 #include "AliTRDcalibDB.h"
 168 #include "Cal/AliTRDCalROC.h"
 169 #include "Cal/AliTRDCalDet.h"
 170
 171 #include "AliLog.h"
 172 #include "AliTracker.h"
 173 #include "AliCDBManager.h"
 174
 175 #include "TROOT.h"
 176 #include "TObjArray.h"
 177 #include "TAxis.h"
 178 #include "TF1.h"
 179 #include "TGraphErrors.h"
 180 #include "TLine.h"
 181 #include "TH2I.h"
 182 #include "TMath.h"
 183 #include "TLinearFitter.h"
 184
 185 #include "TCanvas.h"
 186 #include "TSystem.h"
 187
 188
 189 ClassImp(AliTRDclusterResolution)
 190
 191
 192 //_______________________________________________________
 193 AliTRDclusterResolution::AliTRDclusterResolution()
 194   : AliTRDrecoTask("ClErrParam", "Cluster Error Parametrization")
 195   ,fCanvas(0x0)
 196   ,fInfo(0x0)
 197   ,fResults(0x0)
 198   ,fAt(0x0)
 199   ,fAd(0x0)
 200   ,fStatus(0)
 201   ,fDet(-1)
 202   ,fExB(0.)
 203   ,fVdrift(0.)
 204 {
 205   // ideal equidistant binning
 206   //fAt = new TAxis(kNTB, -0.075, (kNTB-.5)*.15);
 207
 208   // equidistant binning for scaled for X0-MC (track ref)
 209   fAt = new TAxis(kNTB, -0.075+.088, (kNTB-.5)*.15+.088);
 210
 211   // non-equidistant binning after vdrift correction
 212 //   const Double_t x[kNTB+1] = {
 213 // 0.000000, 0.185084, 0.400490, 0.519701, 0.554653, 0.653150, 0.805063, 0.990261,
 214 // 1.179610, 1.356406, 1.524094, 1.685499, 1.843083, 1.997338, 2.148077, 2.298274,
 215 // 2.448656, 2.598639, 2.747809, 2.896596, 3.045380, 3.195000, 3.340303, 3.461688,
 216 // 3.540094, 3.702677};
 217 //   fAt = new TAxis(kNTB, x);
 218
 219   fAd = new TAxis(kND, 0., .25);
 220
 221   // By default register all analysis
 222   // The user can switch them off in his steering macro
 223   SetProcessCharge();
 224   SetProcessCenterPad();
 225   SetProcessMean();
 226   SetProcessSigma();
 227 }
 228
 229 //_______________________________________________________
 230 AliTRDclusterResolution::~AliTRDclusterResolution()
 231 {
 232   if(fCanvas) delete fCanvas;
 233   if(fAd) delete fAd;
 234   if(fAt) delete fAt;
 235   if(fResults){
 236     fResults->Delete();
 237     delete fResults;
 238   }
 239 }
 240
 241 //_______________________________________________________
 242 void AliTRDclusterResolution::ConnectInputData(Option_t *)
 243 {
 244   fInfo = dynamic_cast<TObjArray *>(GetInputData(0));
 245 }
 246
 247 //_______________________________________________________
 248 void AliTRDclusterResolution::CreateOutputObjects()
 249 {
 250   OpenFile(0, "RECREATE");
 251   fContainer = Histos();
 252 }
 253
 254 //_______________________________________________________
 255 Bool_t AliTRDclusterResolution::GetRefFigure(Int_t ifig)
 256 {
 257   if(!fResults) return kFALSE;
 258
 259   TList *l = 0x0;
 260   TObjArray *arr = 0x0;
 261   TH2 *h2 = 0x0;
 262   TGraphErrors *gm(0x0), *gs(0x0), *gp(0x0);
 263   switch(ifig){
 264   case kQRes:
 265     if(!(arr = (TObjArray*)fResults->At(kQRes))) break;
 266     if(!(gm = (TGraphErrors*)arr->At(0))) break;
 267     if(!(gs = (TGraphErrors*)arr->At(1))) break;
 268     if(!(gp = (TGraphErrors*)arr->At(2))) break;
 269     gs->Draw("apl");
 270     gs->GetHistogram()->GetYaxis()->SetRangeUser(-.01, .6);
 271     gs->GetHistogram()->SetXTitle("Q [a.u.]");
 272     gs->GetHistogram()->SetYTitle("#sigma_{y} / #mu_{y} [mm] / freq");
 273     gm->Draw("pl");
 274     gp->Draw("pl");
 275     return kTRUE;
 276   case kCenter:
 277     if(!(arr = (TObjArray*)fResults->At(kCenter))) break;
 278     gPad->Divide(3, 1); l = gPad->GetListOfPrimitives();
 279     for(Int_t ipad = 3; ipad--;){
 280       if(!(h2 = (TH2F*)arr->At(ipad))) return kFALSE;
 281       ((TVirtualPad*)l->At(ipad))->cd();
 282       h2->Draw("lego2fb");
 283     }
 284     return kTRUE;
 285   case kSigm:
 286     if(!(arr = (TObjArray*)fResults->At(kSigm))) break;
 287     gPad->Divide(2, 1); l = gPad->GetListOfPrimitives();
 288     for(Int_t ipad = 2; ipad--;){
 289       if(!(h2 = (TH2F*)arr->At(ipad))) return kFALSE;
 290       ((TVirtualPad*)l->At(ipad))->cd();
 291       h2->Draw("lego2fb");
 292     }
 293     return kTRUE;
 294   case kMean:
 295     if(!(arr = (TObjArray*)fResults->At(kMean))) break;
 296     gPad->Divide(2, 1);  l = gPad->GetListOfPrimitives();
 297     for(Int_t ipad = 2; ipad--;){
 298       if(!(h2 = (TH2F*)arr->At(ipad))) return kFALSE;
 299       ((TVirtualPad*)l->At(ipad))->cd();
 300       h2->Draw("lego2fb");
 301     }
 302     return kTRUE;
 303   default:
 304     break;
 305   }
 306   AliWarning("No container/data found.");
 307   return kFALSE;
 308 }
 309
 310 //_______________________________________________________
 311 TObjArray* AliTRDclusterResolution::Histos()
 312 {
 313   if(fContainer) return fContainer;
 314   fContainer = new TObjArray(sizeof(AliTRDclusterResolution::EResultContainers));
 315   //fContainer->SetOwner(kTRUE);
 316
 317   TH2I *h2 = 0x0;
 318   TObjArray *arr = 0x0;
 319
 320   fContainer->AddAt(h2 = new TH2I("h_q", "", 50, 2.2, 7.5, 100, -.5, .5), kQRes);
 321   h2->SetXTitle("log(q) [a.u.]");
 322   h2->SetYTitle("#Delta y[cm]");
 323   h2->SetZTitle("entries");
 324
 325   fContainer->AddAt(arr = new TObjArray(AliTRDgeometry::kNlayer), kCenter);
 326   for(Int_t ily=0; ily<AliTRDgeometry::kNlayer; ily++){
 327     arr->AddAt(h2 = new TH2I(Form("h_y%d", ily), Form("Ly[%d]", ily), 51, -.51, .51, 100, -.5, .5), ily);
 328     h2->SetXTitle("y_{w} [w]");
 329     h2->SetYTitle("#Delta y[cm]");
 330     h2->SetZTitle("entries");
 331   }
 332
 333   fContainer->AddAt(arr = new TObjArray(kN), kSigm);
 334   Int_t ih = 0;
 335   for(Int_t id=1; id<=fAd->GetNbins(); id++){
 336     for(Int_t it=1; it<=fAt->GetNbins(); it++){
 337       arr->AddAt(h2 = new TH2I(Form("h_d%02dt%02d", id, it), Form("d_{wire}(%3.1f-%3.1f)[mm] x_{drift}(%5.2f-%5.2f)[mm]", 10.*fAd->GetBinCenter(id)- 5.*fAd->GetBinWidth(id), 10.*fAd->GetBinCenter(id)+ 5.*fAd->GetBinWidth(id), 10.*fAt->GetBinCenter(it)- 5.*fAt->GetBinWidth(it), 10.*fAt->GetBinCenter(it)+ 5.*fAt->GetBinWidth(it)), 35, -.35, .35, 100, -.5, .5), ih++);
 338       h2->SetXTitle("tg#phi");
 339       h2->SetYTitle("#Delta y[cm]");
 340       h2->SetZTitle("entries");
 341     }
 342   }
 343
 344   fContainer->AddAt(arr = new TObjArray(kN), kMean);
 345   ih = 0;
 346   for(Int_t id=1; id<=fAd->GetNbins(); id++){
 347     for(Int_t it=1; it<=fAt->GetNbins(); it++){
 348       arr->AddAt(h2 = new TH2I(Form("h_d%02dt%02d", id, it), Form("d_{wire}(%3.1f-%3.1f)[mm] x_{drift}(%5.2f-%5.2f)[mm]", 10.*fAd->GetBinCenter(id)- 5.*fAd->GetBinWidth(id), 10.*fAd->GetBinCenter(id)+ 5.*fAd->GetBinWidth(id), 10.*fAt->GetBinCenter(it)- 5.*fAt->GetBinWidth(it), 10.*fAt->GetBinCenter(it)+ 5.*fAt->GetBinWidth(it)), 35, -.35, .35, 100, -.5, .5), ih++);
 349       h2->SetXTitle("tg#phi-h*tg(#theta)");
 350       h2->SetYTitle("#Delta y[cm]");
 351       h2->SetZTitle("entries");
 352     }
 353   }
 354
 355   return fContainer;
 356 }
 357
 358 //_______________________________________________________
 359 void AliTRDclusterResolution::Exec(Option_t *)
 360 {
 361   if(!HasExB()) AliWarning("ExB was not set. Call SetExB() before running the task.");
 362
 363   Int_t det, t;
 364   Float_t x, y, z, q, dy, dydx, dzdx, cov[3], covcl[3];
 365   TH2I *h2 = 0x0;
 366
 367   // define limits around ExB for which x contribution is negligible
 368   const Float_t kDtgPhi = 3.5e-2; //(+- 2 deg)
 369
 370   TObjArray *arr0 = (TObjArray*)fContainer->At(kCenter);
 371   TObjArray *arr1 = (TObjArray*)fContainer->At(kSigm);
 372   TObjArray *arr2 = (TObjArray*)fContainer->At(kMean);
 373
 374   const AliTRDclusterInfo *cli = 0x0;
 375   TIterator *iter=fInfo->MakeIterator();
 376   while((cli=dynamic_cast<AliTRDclusterInfo*>((*iter)()))){
 377     cli->GetCluster(det, x, y, z, q, t, covcl);
 378     if(fDet>=0 && fDet!=det) continue;
 379
 380     dy = cli->GetResolution();
 381     cli->GetGlobalPosition(y, z, dydx, dzdx, &cov[0]);
 382
 383     // resolution as a function of cluster charge
 384     // only for phi equal exB
 385     if(TMath::Abs(dydx-fExB) < kDtgPhi){
 386       h2 = (TH2I*)fContainer->At(kQRes);
 387       h2->Fill(TMath::Log(q), dy);
 388     }
 389
 390     // do not use problematic clusters in resolution analysis
 391     // TODO define limits as calibration aware (gain) !!
 392     if(q<20. || q>250.) continue;
 393
 394     // resolution as a function of y displacement from pad center
 395     // only for phi equal exB
 396     if(TMath::Abs(dydx-fExB) < kDtgPhi){
 397       h2 = (TH2I*)arr0->At(AliTRDgeometry::GetLayer(det));
 398       h2->Fill(cli->GetYDisplacement(), dy);
 399     }
 400
 401     Int_t it = fAt->FindBin(cli->GetDriftLength());
 402     if(it==0 || it == fAt->GetNbins()+1){
 403       AliWarning(Form("Drift length %f outside allowed range", cli->GetDriftLength()));
 404       continue;
 405     }
 406     Int_t id = fAd->FindBin(cli->GetAnisochronity());
 407     if(id==0 || id == fAd->GetNbins()+1){
 408       AliWarning(Form("Distance to anode %f outside allowed range", cli->GetAnisochronity()));
 409       continue;
 410     }
 411     // calculate index of cluster position in array
 412     Int_t hid = (id-1)*kNTB+it-1;
 413
 414     // fill histo for resolution (sigma)
 415     h2 = (TH2I*)arr1->At(hid);
 416     h2->Fill(dydx, dy);
 417
 418     // fill histo for systematic (mean)
 419     h2 = (TH2I*)arr2->At(hid);
 420     h2->Fill(dydx-cli->GetTilt()*dzdx, dy);
 421   }
 422   PostData(0, fContainer);
 423 }
 424
 425
 426 //_______________________________________________________
 427 Bool_t AliTRDclusterResolution::PostProcess()
 428 {
 429   if(!fContainer) return kFALSE;
 430   if(!HasExB()) AliWarning("ExB was not set. Call SetExB() before running the post processing.");
 431
 432   TObjArray *arr = 0x0;
 433   TH2 *h2 = 0x0;
 434   if(!fResults){
 435     TGraphErrors *g = 0x0;
 436     fResults = new TObjArray(sizeof(AliTRDclusterResolution::EResultContainers));
 437     fResults->SetOwner();
 438     fResults->AddAt(arr = new TObjArray(3), kQRes);
 439     arr->SetOwner();
 440     arr->AddAt(g = new TGraphErrors(), 0);
 441     g->SetLineColor(kBlue); g->SetMarkerColor(kBlue);
 442     g->SetMarkerStyle(7);
 443     arr->AddAt(g = new TGraphErrors(), 1);
 444     g->SetLineColor(kRed); g->SetMarkerColor(kRed);
 445     g->SetMarkerStyle(23);
 446     arr->AddAt(g = new TGraphErrors(), 2);
 447     g->SetLineColor(kGreen); g->SetMarkerColor(kGreen);
 448     g->SetMarkerStyle(7);
 449
 450     fResults->AddAt(arr = new TObjArray(3), kCenter);
 451     arr->SetOwner();
 452
 453     if(!(h2 = (TH2F*)gROOT->FindObject("hYM"))){
 454       h2 = new TH2F("hYM", "",
 455       AliTRDgeometry::kNlayer, -.5, AliTRDgeometry::kNlayer-.5, 51, -.51, .51);
 456     }
 457     arr->AddAt(h2, 0);
 458     h2->SetXTitle("ly");
 459     h2->SetYTitle("y [w]");
 460     h2->SetZTitle("#mu_{x} [cm]");
 461     arr->AddAt(h2 = (TH2F*)h2->Clone("hYS"), 1);
 462     h2->SetZTitle("#sigma_{x} [cm]");
 463     arr->AddAt(h2 = (TH2F*)h2->Clone("hYP"), 2);
 464     h2->SetZTitle("entries");
 465
 466     fResults->AddAt(arr = new TObjArray(2), kSigm);
 467     arr->SetOwner();
 468     if(!(h2 = (TH2F*)gROOT->FindObject("hSX"))){
 469       h2 = new TH2F("hSX", "",
 470       fAd->GetNbins(), fAd->GetXmin(), fAd->GetXmax(),
 471       fAt->GetNbins(), fAt->GetXmin(), fAt->GetXmax());
 472     }
 473     arr->AddAt(h2, 0);
 474     h2->SetXTitle("d [mm]");
 475     h2->SetYTitle("x_{drift} [cm]");
 476     h2->SetZTitle("#sigma_{x} [cm]");
 477     arr->AddAt(h2 = (TH2F*)h2->Clone("hSY"), 1);
 478     h2->SetZTitle("#sigma_{y} [cm]");
 479
 480     fResults->AddAt(arr = new TObjArray(2), kMean);
 481     arr->SetOwner();
 482     arr->AddAt(h2 = (TH2F*)h2->Clone("hDX"), 0);
 483     h2->SetZTitle("dx [cm]");
 484     arr->AddAt(h2 = (TH2F*)h2->Clone("hX0"), 1);
 485     h2->SetZTitle("x0 [cm]");
 486   } else {
 487     TObject *o = 0x0;
 488     TIterator *iter=fResults->MakeIterator();
 489     while((o=((*iter)()))) o->Clear(); // maybe it is wrong but we should never reach this point
 490   }
 491
 492   // precalculated value of tg^2(alpha_L)
 493   Double_t exb2 = fExB*fExB;
 494   // square of the mean value of sigma drift length.
 495   // has to come from previous calibration
 496   //Double_t sxd2 = 1.;// [mm^2]
 497
 498   printf("ExB[%e] ExB2[%e]\n", fExB, exb2);
 499
 500   // process resolution dependency on charge
 501   if(HasProcessCharge()) ProcessCharge();
 502
 503   // process resolution dependency on y displacement
 504   if(HasProcessCenterPad()) ProcessCenterPad();
 505
 506   // process resolution dependency on drift legth and drift cell width
 507   if(HasProcessSigma()) ProcessSigma();
 508
 509   // process systematic shift on drift legth and drift cell width
 510   if(HasProcessMean()) ProcessMean();
 511
 512   return kTRUE;
 513 }
 514
 515 //_______________________________________________________
 516 Bool_t AliTRDclusterResolution::SetExB(Int_t det, Int_t col, Int_t row)
 517 {
 518   // check OCDB
 519   AliCDBManager *cdb = AliCDBManager::Instance();
 520   if(cdb->GetRun() < 0){
 521     AliError("OCDB manager not properly initialized");
 522     return kFALSE;
 523   }
 524
 525   // check magnetic field
 526   if(TMath::Abs(AliTracker::GetBz()) < 1.e-10){
 527     AliWarning("B=0. Magnetic field may not be initialized. Continue if you know what you are doing !");
 528   }
 529
 530   // set reference detector if any
 531   if(det>=0 && det<AliTRDgeometry::kNdet) fDet = det;
 532   else det = 0;
 533
 534   AliTRDcalibDB *fCalibration  = AliTRDcalibDB::Instance();
 535   AliTRDCalROC  *fCalVdriftROC = fCalibration->GetVdriftROC(det);
 536   const AliTRDCalDet  *fCalVdriftDet = fCalibration->GetVdriftDet();
 537
 538   fVdrift = fCalVdriftDet->GetValue(det) * fCalVdriftROC->GetValue(col, row);
 539   fExB   = fCalibration->GetOmegaTau(fVdrift, -0.1*AliTracker::GetBz());
 540   SetBit(kExB);
 541   return kTRUE;
 542 }
 543
 544 //_______________________________________________________
 545 void AliTRDclusterResolution::SetVisual()
 546 {
 547   if(fCanvas) return;
 548   fCanvas = new TCanvas("clResCanvas", "Cluster Resolution Visualization", 10, 10, 600, 600);
 549 }
 550
 551 //_______________________________________________________
 552 void AliTRDclusterResolution::ProcessCharge()
 553 {
 554   TH2I *h2 = 0x0;
 555   if((h2 = (TH2I*)fContainer->At(kQRes))) {
 556     AliWarning("Missing dy=f(Q) histo");
 557     return;
 558   }
 559   TF1 f("f", "gaus", -.5, .5);
 560   TAxis *ax = 0x0;
 561   TH1D *h1 = 0x0;
 562
 563   TObjArray *arr = (TObjArray*)fResults->At(kQRes);
 564   TGraphErrors *gqm = (TGraphErrors*)arr->At(0);
 565   TGraphErrors *gqs = (TGraphErrors*)arr->At(1);
 566   TGraphErrors *gqp = (TGraphErrors*)arr->At(2);
 567   Double_t q, n = 0., entries;
 568   ax = h2->GetXaxis();
 569   for(Int_t ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 570     Double_t q = TMath::Exp(ax->GetBinCenter(ix));
 571     if(q<20. || q>250.) continue; // ?!
 572
 573     h1 = h2->ProjectionY("py", ix, ix);
 574     entries = h1->GetEntries();
 575     if(entries < 50) continue;
 576     Adjust(&f, h1);
 577     h1->Fit(&f, "Q");
 578
 579     // Fill sy^2 = f(q)
 580     Int_t ip = gqm->GetN();
 581     gqm->SetPoint(ip, q, 10.*f.GetParameter(1));
 582     gqm->SetPointError(ip, 0., 10.*f.GetParError(1));
 583
 584     // correct sigma for ExB effect
 585     gqs->SetPoint(ip, q, 1.e1*f.GetParameter(2)/**f.GetParameter(2)-exb2*sxd2*/);
 586     gqs->SetPointError(ip, 0., 1.e1*f.GetParError(2)/**f.GetParameter(2)*/);
 587
 588     // save probability
 589     n += entries;
 590     gqp->SetPoint(ip, q, entries);
 591     gqp->SetPointError(ip, 0., 0./*TMath::Sqrt(entries)*/);
 592   }
 593
 594   // normalize probability and get mean sy
 595   Double_t sm = 0., sy;
 596   for(Int_t ip=gqp->GetN(); ip--;){
 597     gqp->GetPoint(ip, q, entries);
 598     entries/=n;
 599     gqp->SetPoint(ip, q, entries);
 600     gqs->GetPoint(ip, q, sy);
 601     sm += entries*sy;
 602   }
 603
 604   // error parametrization s(q) = <sy> + b(1/q-1/q0)
 605   TF1 fq("fq", "[0] + [1]/x", 20., 250.);
 606   gqs->Fit(&fq);
 607   printf("sy(Q) :: sm[%f] b[%f] 1/q0[%f]\n", sm, fq.GetParameter(1), (sm-fq.GetParameter(0))/fq.GetParameter(1));
 608 }
 609
 610 //_______________________________________________________
 611 void AliTRDclusterResolution::ProcessCenterPad()
 612 {
 613   TObjArray *arr = (TObjArray*)fContainer->At(kCenter);
 614   if(!arr) {
 615     AliWarning("Missing dy=f(y_d) container");
 616     return;
 617   }
 618   TF1 f("f", "gaus", -.5, .5);
 619   TAxis *ax = 0x0;
 620   TH1D *h1 = 0x0, *h11 = 0x0;
 621   TH2I *h2 = 0x0;
 622
 623   TObjArray *arrg = (TObjArray*)fResults->At(kCenter);
 624   TH2F *hym = (TH2F*)arrg->At(0);
 625   TH2F *hys = (TH2F*)arrg->At(1);
 626   TH2F *hyp = (TH2F*)arrg->At(2);
 627   for(Int_t ily=0; ily<AliTRDgeometry::kNlayer; ily++){
 628     if(!(h2 = (TH2I*)arr->At(ily))) continue;
 629     ax = h2->GetXaxis();
 630     for(Int_t ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 631       Float_t yd = ax->GetBinCenter(ix);
 632       h1 = h2->ProjectionY("py", ix, ix);
 633       Int_t entries = (Int_t)h1->GetEntries();
 634       if(entries < 50) continue;
 635       //Adjust(&f, h1);
 636       h1->Fit(&f, "QN");
 637
 638       // Fill sy = f(y_w)
 639       hyp->Fill(ily, yd, entries);
 640       hym->Fill(ily, yd, f.GetParameter(1));
 641       //hym->SetPointError(ip, 0., f.GetParError(1));
 642       hys->Fill(ily, yd, f.GetParameter(2));
 643       //hys->SetPointError(ip, 0., f.GetParError(2));
 644     }
 645   }
 646
 647   // POSTPROCESS SPECTRA
 648   // Found correction for systematic deviation
 649   TF1 fprf("fprf", "[0]+[1]*sin([2]*x)", -.5, .5);
 650   fprf.SetParameter(0, 0.);
 651   fprf.SetParameter(1, 1.1E-2);
 652   fprf.SetParameter(2, -TMath::PiOver2()/0.25);
 653   printf("  const Float_t cy[AliTRDgeometry::kNlayer][3] = {\n");
 654   for(Int_t ily=0; ily<AliTRDgeometry::kNlayer; ily++){
 655     h1 = hym->ProjectionY("hym_pyy", ily+1, ily+1);
 656     // adjust errors
 657     for(Int_t ib=h1->GetNbinsX(); ib--;) h1->SetBinError(ib, 0.002);
 658     h1->Fit(&fprf, "Q");
 659     printf("    {%5.3e, %5.3e, %5.3e},\n", fprf.GetParameter(0), fprf.GetParameter(1), fprf.GetParameter(2));
 660
 661     if(!fCanvas) continue;
 662     fCanvas->cd();
 663     h1->SetMinimum(-0.02);h1->SetMaximum(0.02);h1->Draw("e1");
 664     h11 = hyp->ProjectionY("hyp_pyy", ily+1, ily+1);
 665     h11->Scale(.8/h11->Integral());
 666     h11->SetLineColor(kBlue); h11->Draw("csame");
 667     fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 668     if(IsSaveAs())
 669     fCanvas->SaveAs(Form("Figures/ProcessCenterPad_M_Ly%d.gif", ily));
 670     else gSystem->Sleep(500);
 671   }
 672   printf("  };\n");
 673
 674   // Parameterization for sigma PRF
 675   TF1 fgaus("fgaus", "gaus", -.5, .5);
 676   printf("  const Float_t scy[AliTRDgeometry::kNlayer][4] = {\n");
 677   for(Int_t ily=0; ily<AliTRDgeometry::kNlayer; ily++){
 678     h1 = hys->ProjectionY("hys_pyy", ily+1, ily+1);
 679     // adjust errors
 680     for(Int_t ib=h1->GetNbinsX(); ib--;) h1->SetBinError(ib, 0.002);
 681
 682     h1->Fit(&fgaus, "Q");
 683     printf("    {%5.3e, %5.3e, %5.3e, ", fgaus.GetParameter(0), fgaus.GetParameter(1), fgaus.GetParameter(2));
 684
 685     // calculate mean sigma on the pad center distribution
 686     Float_t sy = 0.;
 687     h1 = hyp->ProjectionY("hyp_pyy", ily+1, ily+1);
 688     for(Int_t ix=1; ix<=h1->GetNbinsX(); ix++){
 689       sy += fgaus.Eval(h1->GetBinCenter(ix))*h1->GetBinContent(ix);
 690     }
 691     sy /= h1->GetEntries();
 692     printf("%5.3e},\n", sy);
 693
 694     if(!fCanvas) continue;
 695     fCanvas->cd();
 696     h1->SetMinimum(0.01);h1->SetMaximum(0.04);h1->Draw("e1");
 697     h11 = hyp->ProjectionY("hyp_pyy", ily+1, ily+1);
 698     h11->Scale(1./h11->Integral());
 699     h11->SetLineColor(kBlue); h11->Draw("csame");
 700     fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 701     if(IsSaveAs())
 702     fCanvas->SaveAs(Form("Figures/ProcessCenterPad_S_Ly%d.gif", ily));
 703     else gSystem->Sleep(500);
 704   }
 705   printf("  };\n");
 706 }
 707
 708 //_______________________________________________________
 709 void AliTRDclusterResolution::ProcessSigma()
 710 {
 711   TObjArray *arr = (TObjArray*)fContainer->At(kSigm);
 712   if(!arr){
 713     AliWarning("Missing dy=f(x_d, d_wire) container");
 714     return;
 715   }
 716   TLinearFitter gs(1,"pol1");
 717   TF1 f("f", "gaus", -.5, .5);
 718   TAxis *ax = 0x0;
 719   TH1D *h1 = 0x0;
 720   TH2I *h2 = 0x0;
 721   // init visualization
 722   TGraphErrors *ggs = 0x0;
 723   TLine *line = 0x0;
 724   if(fCanvas){
 725     ggs = new TGraphErrors();
 726     line = new TLine();
 727   }
 728
 729   Double_t d(0.), x(0.), sx, sy;
 730   TObjArray *arrr = (TObjArray*)fResults->At(kSigm);
 731   TH2F *hsx = (TH2F*)arrr->At(0);
 732   TH2F *hsy = (TH2F*)arrr->At(1);
 733   for(Int_t id=1; id<=fAd->GetNbins(); id++){
 734     d = fAd->GetBinCenter(id); //[mm]
 735     printf(" Doing d = %5.3f [mm]\n", d);
 736     for(Int_t it=1; it<=fAt->GetNbins(); it++){
 737       x = fAt->GetBinCenter(it); //[mm]
 738       Int_t idx = (id-1)*kNTB+it-1;
 739
 740       // retrieve data histogram
 741       if(!(h2 = (TH2I*)arr->At(idx))) {
 742         AliWarning(Form("Missing histo at index idx[%3d] [id[%2d] it[%2d]] xd[%f] d[%f]\n", idx, id, it, x, d));
 743         continue;
 744       }
 745
 746       if(fCanvas){
 747         new(ggs) TGraphErrors();
 748         ggs->SetMarkerStyle(7);
 749       }
 750       gs.ClearPoints();
 751       ax = h2->GetXaxis();
 752       for(Int_t ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 753         Float_t dydx = ax->GetBinCenter(ix);
 754         Double_t tgg = (dydx-fExB)/(1.+dydx*fExB);
 755         Double_t tgg2 = tgg*tgg;
 756         h1 = h2->ProjectionY("py", ix, ix);
 757         if(h1->GetEntries() < 100) continue;
 758         //Adjust(&f, h1);
 759         //printf("\tFit ix[%d] on %s entries [%d]\n", ix, h2->GetName(), (Int_t)h1->GetEntries());
 760         h1->Fit(&f, "QN");
 761         Double_t s2  = f.GetParameter(2)*f.GetParameter(2);
 762         Double_t s2e = 2.*f.GetParameter(2)*f.GetParError(2);
 763         // Fill sy^2 = f(tg^2(phi-a_L))
 764         gs.AddPoint(&tgg2, s2, s2e);
 765
 766         if(!ggs) continue;
 767         Int_t ip = ggs->GetN();
 768         ggs->SetPoint(ip, tgg2, s2);
 769         ggs->SetPointError(ip, 0., s2e);
 770         //printf("%f, %f, %f, \n", tgg2, s2, s2e);
 771       }
 772       if(gs.Eval()) continue;
 773       sx = gs.GetParameter(1);
 774       sy = gs.GetParameter(0);
 775       hsx->SetBinContent(id, it, TMath::Sqrt(sx));
 776       //hsx->SetBinError(id, it, sig.GetParError(1));
 777
 778       // s^2_y = s0^2_y + tg^2(a_L) * s^2_x
 779       hsy->SetBinContent(id, it, TMath::Sqrt(sy)/* - exb2*sig.GetParameter(1)*/);
 780       //hsy->SetBinError(id, it, sig.GetParError(0)+exb2*exb2*sig.GetParError(1));
 781
 782       /*if(!fCanvas) */continue;
 783       fCanvas->cd();
 784       new(line) TLine(0, sy, .025, sy+.025*sx);
 785       line->SetLineColor(kRed);line->SetLineWidth(2);
 786       ggs->Draw("apl"); line->Draw("");
 787       fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 788       if(IsSaveAs()) fCanvas->SaveAs(Form("Figures/ProcessSigma_D%d_T%02d.gif", id, it));
 789       else gSystem->Sleep(100);
 790
 791       printf("    xd=%4.1f[cm] sx=%5.3e[cm] sy=%5.3e[cm]\n", x, sx, sy);
 792     }
 793   }
 794 //   if(ggs) delete ggs; // TODO fix this memory leak !
 795 //   if(line) delete line;
 796
 797   // fit sy parallel to the drift
 798   TF1 fsyD("fsy", "[0]+[1]*exp(1./(x+[2]))", 0.5, 3.5);
 799   fsyD.SetParameter(0, .025);
 800   fsyD.SetParameter(1, -8.e-4);
 801   fsyD.SetParameter(2, -.25);
 802   h1 = hsy->ProjectionY("hsy_pyy"); h1->Scale(1./hsy->GetNbinsX());
 803   for(Int_t ib=1; ib<=h1->GetNbinsX(); ib++) h1->SetBinError(ib, 0.002);
 804   h1->Fit(&fsyD, "Q", "", .5, 3.5);
 805   printf("  const Float_t sy0 = %5.3e;\n", fsyD.GetParameter(0));
 806   printf("  const Float_t sya = %5.3e;\n", fsyD.GetParameter(1));
 807   printf("  const Float_t syb = %5.3e;\n", fsyD.GetParameter(2));
 808   if(fCanvas){
 809     fCanvas->cd();
 810     h1->Draw("e1"); fsyD.Draw("same");
 811     fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 812     if(IsSaveAs()) fCanvas->SaveAs("Figures/ProcessSigma_SY||.gif");
 813     else gSystem->Sleep(1000);
 814   }
 815
 816
 817   // fit sx parallel to the drift
 818   TF1 fsxD("fsx", "gaus(0)+expo(3)", 0., 3.5);
 819   h1 = hsx->ProjectionY("hsx_pyy");
 820   h1->Scale(1./hsx->GetNbinsX());
 821   for(Int_t ib=1; ib<=h1->GetNbinsX(); ib++) if(h1->GetBinContent(ib)>0.) h1->SetBinError(ib, 0.02);
 822   h1->Fit(&f, "QN", "", 0., 1.3);
 823   fsxD.SetParameter(0, 0.);
 824   fsxD.SetParameter(1, f.GetParameter(1));
 825   fsxD.SetParameter(2, f.GetParameter(2));
 826   TF1 expo("fexpo", "expo", 0., 3.5);
 827   h1->Fit(&expo, "QN");
 828   fsxD.SetParameter(3, expo.GetParameter(0));
 829   fsxD.SetParameter(4, expo.GetParameter(1));
 830   h1->Fit(&fsxD, "Q");
 831   printf("  const Float_t sxgc = %5.3e;\n", fsxD.GetParameter(0));
 832   printf("  const Float_t sxgm = %5.3e;\n", fsxD.GetParameter(1));
 833   printf("  const Float_t sxgs = %5.3e;\n", fsxD.GetParameter(2));
 834   printf("  const Float_t sxe0 = %5.3e;\n", fsxD.GetParameter(3));
 835   printf("  const Float_t sxe1 = %5.3e;\n", fsxD.GetParameter(4));
 836   if(fCanvas){
 837     fCanvas->cd();
 838     h1->Draw("e1"); fsxD.Draw("same");
 839     fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 840     if(IsSaveAs()) fCanvas->SaveAs("Figures/ProcessSigma_SX||.gif");
 841     else gSystem->Sleep(1000);
 842   }
 843
 844   // fit sx perpendicular to the drift
 845   Int_t nb = 0;
 846   TAxis *ay = hsx->GetYaxis();
 847   TH1D *hx = hsx->ProjectionX("hsx_px", 1,1);
 848   TH1D *hAn = (TH1D*)hx->Clone("hAn"); hAn->Reset();
 849   for(Int_t ib = 11; ib<24; ib++, nb++){
 850     hx = hsx->ProjectionX("hsx_px", ib, ib);
 851     for(Int_t id=1; id<=hx->GetNbinsX(); id++)
 852       hx->SetBinContent(id, hx->GetBinContent(id)-fsxD.Eval(ay->GetBinCenter(ib)));
 853     hAn->Add(hx);
 854   }
 855   TF1 fsxA("fsxA", "pol2", 0., 0.25);
 856   hAn->Scale(1./nb);
 857   for(Int_t ib=1; ib<=hAn->GetNbinsX(); ib++) hAn->SetBinError(ib, 0.002);
 858   hAn->Fit(&fsxA, "Q");
 859   printf("  const Float_t sxd0 = %5.3e;\n", fsxA.GetParameter(0));
 860   printf("  const Float_t sxd1 = %5.3e;\n", fsxA.GetParameter(1));
 861   printf("  const Float_t sxd2 = %5.3e;\n", fsxA.GetParameter(2));
 862   if(fCanvas){
 863     fCanvas->cd();
 864     hAn->Draw("e1"); fsxA.Draw("same");
 865     fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 866     if(IsSaveAs()) fCanvas->SaveAs("Figures/ProcessSigma_SXL.gif");
 867     else gSystem->Sleep(100);
 868   }
 869 }
 870
 871 //_______________________________________________________
 872 void AliTRDclusterResolution::ProcessMean()
 873 {
 874   TObjArray *arr = (TObjArray*)fContainer->At(kMean);
 875   if(!arr){
 876     AliWarning("Missing dy=f(x_d, d_wire) container");
 877     return;
 878   }
 879   TGraphErrors *gm = new TGraphErrors();
 880   TF1 f("f", "gaus", -.5, .5);
 881   TF1 line("l", Form("%6.4f*[0]+[1]*x", fExB), -.15, .15);
 882   Double_t d(0.), x(0.), dx, x0;
 883   TAxis *ax = 0x0;
 884   TH1D *h1 = 0x0;
 885   TH2I *h2 = 0x0;
 886
 887   TObjArray *arrr = (TObjArray*)fResults->At(kMean);
 888   TH2F *hdx = (TH2F*)arrr->At(0);
 889   TH2F *hx0 = (TH2F*)arrr->At(1);
 890   for(Int_t id=1; id<=fAd->GetNbins(); id++){
 891     d = fAd->GetBinCenter(id); //[mm]
 892     printf(" Doing d = %5.3f [mm]\n", d);
 893     for(Int_t it=1; it<=fAt->GetNbins(); it++){
 894       x = fAt->GetBinCenter(it); //[mm]
 895       Int_t idx = (id-1)*kNTB+it-1;
 896       if(!(h2 = (TH2I*)arr->At(idx))) {
 897         AliWarning(Form("Missing histo at index idx[%3d] [id[%2d] it[%2d]] xd[%f] d[%f]\n", idx, id, it, x, d));
 898         continue;
 899       }
 900
 901       new(gm) TGraphErrors();
 902       gm->SetMarkerStyle(7);
 903       ax = h2->GetXaxis();
 904       for(Int_t ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 905         Double_t dydx = ax->GetBinCenter(ix);
 906         h1 = h2->ProjectionY("py", ix, ix);
 907         if(h1->GetEntries() < 50) continue;
 908         //Adjust(&f, h1);
 909         h1->Fit(&f, "QN");
 910
 911         // Fill <Dy> = f(dydx - h*dzdx)
 912         Int_t ip = gm->GetN();
 913         gm->SetPoint(ip, dydx, f.GetParameter(1));
 914         gm->SetPointError(ip, 0., f.GetParError(1));
 915         ip++;
 916       }
 917       if(gm->GetN()<4) continue;
 918
 919       gm->Fit(&line, "QN");
 920       dx = line.GetParameter(1); // = (fVdrift + dVd)*(fT + tCorr);
 921       x0 = line.GetParameter(0); // = tg(a_L)*dx
 922       hdx->SetBinContent(id, it, dx);
 923       hx0->SetBinContent(id, it, x0);
 924
 925       if(!fCanvas) continue;
 926       fCanvas->cd();
 927       gm->Draw("apl"); line.Draw("same");
 928       fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 929       if(IsSaveAs()) fCanvas->SaveAs(Form("Figures/ProcessMean_D%d_T%02d.gif", id, it));
 930       else gSystem->Sleep(100);
 931       printf("    xd=%4.1f[cm] dx=%5.3e[cm] x0=%5.3e[cm]\n", x, dx, x0);
 932     }
 933   }
 934
 935   TH1D *h=hdx->ProjectionY("hdx_py"); h->Scale(1./hdx->GetNbinsX());
 936   printf("  const Float_t cx[] = {\n    ");
 937   for(Int_t ib=1; ib<=h->GetNbinsX(); ib++){
 938     printf("%6.4e, ", h->GetBinContent(ib));
 939     if(ib%6==0) printf("\n    ");
 940   }
 941   printf("  };\n");
 942
 943   // delete gm; TODO memory leak ?
 944 }