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/OCDB");
 146 //   cdb->SetRun(0);
 147 //   // initialize magnetic field.
 148 //   AliMagFCheb *field=new AliMagFCheb("Maps","Maps", 2, 1., 10., AliMagFCheb::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 //   res->SetVisual();
 156 //   //res->SetSaveAs();
 157 //   res->SetProcessCharge(kFALSE);
 158 //   res->SetProcessCenterPad(kFALSE);
 159 //   //res->SetProcessMean(kFALSE);
 160 //   res->SetProcessSigma(kFALSE);
 161 //   if(!res->PostProcess()) return;
 162 //   new TCanvas;
 163 //   res->GetRefFigure(fig);
 164 // }
 165 //
 166 //  Authors:                                                              //
 167 //    Alexandru Bercuci <A.Bercuci@gsi.de>                                //
 168 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 169
 170 #include "AliTRDclusterResolution.h"
 171 #include "AliTRDtrackInfo/AliTRDclusterInfo.h"
 172 #include "AliTRDgeometry.h"
 173 #include "AliTRDcalibDB.h"
 174 #include "AliTRDCommonParam.h"
 175 #include "Cal/AliTRDCalROC.h"
 176 #include "Cal/AliTRDCalDet.h"
 177
 178 #include "AliLog.h"
 179 #include "AliTracker.h"
 180 #include "AliCDBManager.h"
 181
 182 #include "TROOT.h"
 183 #include "TObjArray.h"
 184 #include "TAxis.h"
 185 #include "TF1.h"
 186 #include "TGraphErrors.h"
 187 #include "TLine.h"
 188 #include "TH2I.h"
 189 #include "TMath.h"
 190 #include "TLinearFitter.h"
 191
 192 #include "TCanvas.h"
 193 #include "TSystem.h"
 194
 195
 196 ClassImp(AliTRDclusterResolution)
 197
 198
 199 //_______________________________________________________
 200 AliTRDclusterResolution::AliTRDclusterResolution(const char *name)
 201   : AliTRDrecoTask(name, "Cluster Error Parametrization")
 202   ,fCanvas(0x0)
 203   ,fInfo(0x0)
 204   ,fResults(0x0)
 205   ,fAt(0x0)
 206   ,fAd(0x0)
 207   ,fStatus(0)
 208   ,fDet(-1)
 209   ,fExB(0.)
 210   ,fVdrift(0.)
 211 {
 212   // ideal equidistant binning
 213   //fAt = new TAxis(kNTB, -0.075, (kNTB-.5)*.15);
 214
 215   // equidistant binning for scaled for X0-MC (track ref)
 216   fAt = new TAxis(kNTB, -0.075+.088, (kNTB-.5)*.15+.088);
 217
 218   // non-equidistant binning after vdrift correction
 219 //   const Double_t x[kNTB+1] = {
 220 // 0.000000, 0.185084, 0.400490, 0.519701, 0.554653, 0.653150, 0.805063, 0.990261,
 221 // 1.179610, 1.356406, 1.524094, 1.685499, 1.843083, 1.997338, 2.148077, 2.298274,
 222 // 2.448656, 2.598639, 2.747809, 2.896596, 3.045380, 3.195000, 3.340303, 3.461688,
 223 // 3.540094, 3.702677};
 224 //   fAt = new TAxis(kNTB, x);
 225
 226   fAd = new TAxis(kND, 0., .25);
 227
 228   // By default register all analysis
 229   // The user can switch them off in his steering macro
 230   SetProcessCharge();
 231   SetProcessCenterPad();
 232   SetProcessMean();
 233   SetProcessSigma();
 234 }
 235
 236 //_______________________________________________________
 237 AliTRDclusterResolution::~AliTRDclusterResolution()
 238 {
 239   if(fCanvas) delete fCanvas;
 240   if(fAd) delete fAd;
 241   if(fAt) delete fAt;
 242   if(fResults){
 243     fResults->Delete();
 244     delete fResults;
 245   }
 246 }
 247
 248 //_______________________________________________________
 249 void AliTRDclusterResolution::ConnectInputData(Option_t *)
 250 {
 251   fInfo = dynamic_cast<TObjArray *>(GetInputData(0));
 252 }
 253
 254 //_______________________________________________________
 255 void AliTRDclusterResolution::CreateOutputObjects()
 256 {
 257   OpenFile(0, "RECREATE");
 258   fContainer = Histos();
 259 }
 260
 261 //_______________________________________________________
 262 Bool_t AliTRDclusterResolution::GetRefFigure(Int_t ifig)
 263 {
 264   if(!fResults) return kFALSE;
 265
 266   TList *l = 0x0;
 267   TObjArray *arr = 0x0;
 268   TH2 *h2 = 0x0;
 269   TGraphErrors *gm(0x0), *gs(0x0), *gp(0x0);
 270   switch(ifig){
 271   case kQRes:
 272     if(!(arr = (TObjArray*)fResults->At(kQRes))) break;
 273     if(!(gm = (TGraphErrors*)arr->At(0))) break;
 274     if(!(gs = (TGraphErrors*)arr->At(1))) break;
 275     if(!(gp = (TGraphErrors*)arr->At(2))) break;
 276     gs->Draw("apl");
 277     gs->GetHistogram()->GetYaxis()->SetRangeUser(-.01, .6);
 278     gs->GetHistogram()->SetXTitle("Q [a.u.]");
 279     gs->GetHistogram()->SetYTitle("#sigma_{y} / #mu_{y} [mm] / freq");
 280     gm->Draw("pl");
 281     gp->Draw("pl");
 282     return kTRUE;
 283   case kCenter:
 284     if(!(arr = (TObjArray*)fResults->At(kCenter))) break;
 285     gPad->Divide(3, 1); l = gPad->GetListOfPrimitives();
 286     for(Int_t ipad = 3; ipad--;){
 287       if(!(h2 = (TH2F*)arr->At(ipad))) return kFALSE;
 288       ((TVirtualPad*)l->At(ipad))->cd();
 289       h2->Draw("lego2fb");
 290     }
 291     return kTRUE;
 292   case kSigm:
 293     if(!(arr = (TObjArray*)fResults->At(kSigm))) break;
 294     gPad->Divide(2, 1); l = gPad->GetListOfPrimitives();
 295     for(Int_t ipad = 2; ipad--;){
 296       if(!(h2 = (TH2F*)arr->At(ipad))) return kFALSE;
 297       ((TVirtualPad*)l->At(ipad))->cd();
 298       h2->Draw("lego2fb");
 299     }
 300     return kTRUE;
 301   case kMean:
 302     if(!(arr = (TObjArray*)fResults->At(kMean))) break;
 303     gPad->Divide(2, 1);  l = gPad->GetListOfPrimitives();
 304     for(Int_t ipad = 2; ipad--;){
 305       if(!(h2 = (TH2F*)arr->At(ipad))) return kFALSE;
 306       ((TVirtualPad*)l->At(ipad))->cd();
 307       h2->Draw("lego2fb");
 308     }
 309     return kTRUE;
 310   default:
 311     break;
 312   }
 313   AliWarning("No container/data found.");
 314   return kFALSE;
 315 }
 316
 317 //_______________________________________________________
 318 TObjArray* AliTRDclusterResolution::Histos()
 319 {
 320   if(fContainer) return fContainer;
 321   fContainer = new TObjArray(sizeof(AliTRDclusterResolution::EResultContainer));
 322   //fContainer->SetOwner(kTRUE);
 323
 324   TH2I *h2 = 0x0;
 325   TObjArray *arr = 0x0;
 326
 327   fContainer->AddAt(h2 = new TH2I("h_q", "", 50, 2.2, 7.5, 100, -.5, .5), kQRes);
 328   h2->SetXTitle("log(q) [a.u.]");
 329   h2->SetYTitle("#Delta y[cm]");
 330   h2->SetZTitle("entries");
 331
 332   fContainer->AddAt(arr = new TObjArray(AliTRDgeometry::kNlayer), kCenter);
 333   arr->SetName("y(PadWidth)");
 334   for(Int_t ily=0; ily<AliTRDgeometry::kNlayer; ily++){
 335     arr->AddAt(h2 = new TH2I(Form("h_y%d", ily), Form("Ly[%d]", ily), 51, -.51, .51, 100, -.5, .5), ily);
 336     h2->SetXTitle("y_{w} [w]");
 337     h2->SetYTitle("#Delta y[cm]");
 338     h2->SetZTitle("entries");
 339   }
 340
 341   fContainer->AddAt(arr = new TObjArray(kN), kSigm);
 342   arr->SetName("Resolution");
 343   Int_t ih = 0;
 344   for(Int_t id=1; id<=fAd->GetNbins(); id++){
 345     for(Int_t it=1; it<=fAt->GetNbins(); it++){
 346       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++);
 347       h2->SetXTitle("tg#phi");
 348       h2->SetYTitle("#Delta y[cm]");
 349       h2->SetZTitle("entries");
 350     }
 351   }
 352
 353   fContainer->AddAt(arr = new TObjArray(kN), kMean);
 354   arr->SetName("Systematics");
 355   ih = 0;
 356   for(Int_t id=1; id<=fAd->GetNbins(); id++){
 357     for(Int_t it=1; it<=fAt->GetNbins(); it++){
 358       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++);
 359       h2->SetXTitle("tg#phi-h*tg(#theta)");
 360       h2->SetYTitle("#Delta y[cm]");
 361       h2->SetZTitle("entries");
 362     }
 363   }
 364
 365   return fContainer;
 366 }
 367
 368 //_______________________________________________________
 369 void AliTRDclusterResolution::Exec(Option_t *)
 370 {
 371   if(!HasExB()) AliWarning("ExB was not set. Call SetExB() before running the task.");
 372
 373   Int_t det, t;
 374   Float_t x, y, z, q, dy, dydx, dzdx, cov[3], covcl[3];
 375   TH2I *h2 = 0x0;
 376
 377   // define limits around ExB for which x contribution is negligible
 378   const Float_t kDtgPhi = 3.5e-2; //(+- 2 deg)
 379
 380   TObjArray *arr0 = (TObjArray*)fContainer->At(kCenter);
 381   TObjArray *arr1 = (TObjArray*)fContainer->At(kSigm);
 382   TObjArray *arr2 = (TObjArray*)fContainer->At(kMean);
 383
 384   const AliTRDclusterInfo *cli = 0x0;
 385   TIterator *iter=fInfo->MakeIterator();
 386   while((cli=dynamic_cast<AliTRDclusterInfo*>((*iter)()))){
 387     cli->GetCluster(det, x, y, z, q, t, covcl);
 388     if(fDet>=0 && fDet!=det) continue;
 389
 390     dy = cli->GetResolution();
 391     cli->GetGlobalPosition(y, z, dydx, dzdx, &cov[0]);
 392
 393     // resolution as a function of cluster charge
 394     // only for phi equal exB
 395     if(TMath::Abs(dydx-fExB) < kDtgPhi){
 396       h2 = (TH2I*)fContainer->At(kQRes);
 397       h2->Fill(TMath::Log(q), dy);
 398     }
 399
 400     // do not use problematic clusters in resolution analysis
 401     // TODO define limits as calibration aware (gain) !!
 402     if(q<20. || q>250.) continue;
 403
 404     // resolution as a function of y displacement from pad center
 405     // only for phi equal exB
 406     if(TMath::Abs(dydx-fExB) < kDtgPhi){
 407       h2 = (TH2I*)arr0->At(AliTRDgeometry::GetLayer(det));
 408       h2->Fill(cli->GetYDisplacement(), dy);
 409     }
 410
 411     Int_t it = fAt->FindBin(cli->GetDriftLength());
 412     if(it==0 || it == fAt->GetNbins()+1){
 413       AliWarning(Form("Drift length %f outside allowed range", cli->GetDriftLength()));
 414       continue;
 415     }
 416     Int_t id = fAd->FindBin(cli->GetAnisochronity());
 417     if(id==0 || id == fAd->GetNbins()+1){
 418       AliWarning(Form("Distance to anode %f outside allowed range", cli->GetAnisochronity()));
 419       continue;
 420     }
 421     // calculate index of cluster position in array
 422     Int_t hid = (id-1)*kNTB+it-1;
 423
 424     // fill histo for resolution (sigma)
 425     h2 = (TH2I*)arr1->At(hid);
 426     h2->Fill(dydx, dy);
 427
 428     // fill histo for systematic (mean)
 429     h2 = (TH2I*)arr2->At(hid);
 430     h2->Fill(dydx-cli->GetTilt()*dzdx, dy);
 431   }
 432   PostData(0, fContainer);
 433 }
 434
 435
 436 //_______________________________________________________
 437 Bool_t AliTRDclusterResolution::PostProcess()
 438 {
 439   if(!fContainer) return kFALSE;
 440   if(!HasExB()) AliWarning("ExB was not set. Call SetExB() before running the post processing.");
 441
 442   TObjArray *arr = 0x0;
 443   TH2 *h2 = 0x0;
 444   if(!fResults){
 445     TGraphErrors *g = 0x0;
 446     fResults = new TObjArray(sizeof(AliTRDclusterResolution::EResultContainer));
 447     fResults->SetOwner();
 448     fResults->AddAt(arr = new TObjArray(3), kQRes);
 449     arr->SetOwner();
 450     arr->AddAt(g = new TGraphErrors(), 0);
 451     g->SetLineColor(kBlue); g->SetMarkerColor(kBlue);
 452     g->SetMarkerStyle(7);
 453     arr->AddAt(g = new TGraphErrors(), 1);
 454     g->SetLineColor(kRed); g->SetMarkerColor(kRed);
 455     g->SetMarkerStyle(23);
 456     arr->AddAt(g = new TGraphErrors(), 2);
 457     g->SetLineColor(kGreen); g->SetMarkerColor(kGreen);
 458     g->SetMarkerStyle(7);
 459
 460     fResults->AddAt(arr = new TObjArray(3), kCenter);
 461     arr->SetOwner();
 462
 463     if(!(h2 = (TH2F*)gROOT->FindObject("hYM"))){
 464       h2 = new TH2F("hYM", "",
 465       AliTRDgeometry::kNlayer, -.5, AliTRDgeometry::kNlayer-.5, 51, -.51, .51);
 466     }
 467     arr->AddAt(h2, 0);
 468     h2->SetXTitle("ly");
 469     h2->SetYTitle("y [w]");
 470     h2->SetZTitle("#mu_{x} [cm]");
 471     arr->AddAt(h2 = (TH2F*)h2->Clone("hYS"), 1);
 472     h2->SetZTitle("#sigma_{x} [cm]");
 473     arr->AddAt(h2 = (TH2F*)h2->Clone("hYP"), 2);
 474     h2->SetZTitle("entries");
 475
 476     fResults->AddAt(arr = new TObjArray(2), kSigm);
 477     arr->SetOwner();
 478     if(!(h2 = (TH2F*)gROOT->FindObject("hSX"))){
 479       h2 = new TH2F("hSX", "",
 480       fAd->GetNbins(), fAd->GetXmin(), fAd->GetXmax(),
 481       fAt->GetNbins(), fAt->GetXmin(), fAt->GetXmax());
 482     }
 483     arr->AddAt(h2, 0);
 484     h2->SetXTitle("d [mm]");
 485     h2->SetYTitle("x_{drift} [cm]");
 486     h2->SetZTitle("#sigma_{x} [cm]");
 487     arr->AddAt(h2 = (TH2F*)h2->Clone("hSY"), 1);
 488     h2->SetZTitle("#sigma_{y} [cm]");
 489
 490     fResults->AddAt(arr = new TObjArray(2), kMean);
 491     arr->SetOwner();
 492     arr->AddAt(h2 = (TH2F*)h2->Clone("hDX"), 0);
 493     h2->SetZTitle("dx [cm]");
 494     arr->AddAt(h2 = (TH2F*)h2->Clone("hX0"), 1);
 495     h2->SetZTitle("x0 [cm]");
 496   } else {
 497     TObject *o = 0x0;
 498     TIterator *iter=fResults->MakeIterator();
 499     while((o=((*iter)()))) o->Clear(); // maybe it is wrong but we should never reach this point
 500   }
 501
 502   // precalculated value of tg^2(alpha_L)
 503   Double_t exb2 = fExB*fExB;
 504   // square of the mean value of sigma drift length.
 505   // has to come from previous calibration
 506   //Double_t sxd2 = 1.;// [mm^2]
 507
 508   printf("ExB[%e] ExB2[%e]\n", fExB, exb2);
 509
 510   // process resolution dependency on charge
 511   if(HasProcessCharge()) ProcessCharge();
 512
 513   // process resolution dependency on y displacement
 514   if(HasProcessCenterPad()) ProcessCenterPad();
 515
 516   // process resolution dependency on drift legth and drift cell width
 517   if(HasProcessSigma()) ProcessSigma();
 518
 519   // process systematic shift on drift legth and drift cell width
 520   if(HasProcessMean()) ProcessMean();
 521
 522   return kTRUE;
 523 }
 524
 525 //_______________________________________________________
 526 Bool_t AliTRDclusterResolution::SetExB(Int_t det, Int_t col, Int_t row)
 527 {
 528   // check OCDB
 529   AliCDBManager *cdb = AliCDBManager::Instance();
 530   if(cdb->GetRun() < 0){
 531     AliError("OCDB manager not properly initialized");
 532     return kFALSE;
 533   }
 534
 535   // check magnetic field
 536   if(TMath::Abs(AliTracker::GetBz()) < 1.e-10){
 537     AliWarning("B=0. Magnetic field may not be initialized. Continue if you know what you are doing !");
 538   }
 539
 540   // set reference detector if any
 541   if(det>=0 && det<AliTRDgeometry::kNdet) fDet = det;
 542   else det = 0;
 543
 544   AliTRDcalibDB *fCalibration  = AliTRDcalibDB::Instance();
 545   AliTRDCalROC  *fCalVdriftROC = fCalibration->GetVdriftROC(det);
 546   const AliTRDCalDet  *fCalVdriftDet = fCalibration->GetVdriftDet();
 547
 548   fVdrift = fCalVdriftDet->GetValue(det) * fCalVdriftROC->GetValue(col, row);
 549   fExB   = AliTRDCommonParam::Instance()->GetOmegaTau(fVdrift);
 550   SetBit(kExB);
 551   return kTRUE;
 552 }
 553
 554 //_______________________________________________________
 555 void AliTRDclusterResolution::SetVisual()
 556 {
 557   if(fCanvas) return;
 558   fCanvas = new TCanvas("clResCanvas", "Cluster Resolution Visualization", 10, 10, 600, 600);
 559 }
 560
 561 //_______________________________________________________
 562 void AliTRDclusterResolution::ProcessCharge()
 563 {
 564   TH2I *h2 = 0x0;
 565   if((h2 = (TH2I*)fContainer->At(kQRes))) {
 566     AliWarning("Missing dy=f(Q) histo");
 567     return;
 568   }
 569   TF1 f("f", "gaus", -.5, .5);
 570   TAxis *ax = 0x0;
 571   TH1D *h1 = 0x0;
 572
 573   TObjArray *arr = (TObjArray*)fResults->At(kQRes);
 574   TGraphErrors *gqm = (TGraphErrors*)arr->At(0);
 575   TGraphErrors *gqs = (TGraphErrors*)arr->At(1);
 576   TGraphErrors *gqp = (TGraphErrors*)arr->At(2);
 577   Double_t q, n = 0., entries;
 578   ax = h2->GetXaxis();
 579   for(Int_t ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 580     Double_t q = TMath::Exp(ax->GetBinCenter(ix));
 581     if(q<20. || q>250.) continue; // ?!
 582
 583     h1 = h2->ProjectionY("py", ix, ix);
 584     entries = h1->GetEntries();
 585     if(entries < 50) continue;
 586     Adjust(&f, h1);
 587     h1->Fit(&f, "Q");
 588
 589     // Fill sy^2 = f(q)
 590     Int_t ip = gqm->GetN();
 591     gqm->SetPoint(ip, q, 10.*f.GetParameter(1));
 592     gqm->SetPointError(ip, 0., 10.*f.GetParError(1));
 593
 594     // correct sigma for ExB effect
 595     gqs->SetPoint(ip, q, 1.e1*f.GetParameter(2)/**f.GetParameter(2)-exb2*sxd2*/);
 596     gqs->SetPointError(ip, 0., 1.e1*f.GetParError(2)/**f.GetParameter(2)*/);
 597
 598     // save probability
 599     n += entries;
 600     gqp->SetPoint(ip, q, entries);
 601     gqp->SetPointError(ip, 0., 0./*TMath::Sqrt(entries)*/);
 602   }
 603
 604   // normalize probability and get mean sy
 605   Double_t sm = 0., sy;
 606   for(Int_t ip=gqp->GetN(); ip--;){
 607     gqp->GetPoint(ip, q, entries);
 608     entries/=n;
 609     gqp->SetPoint(ip, q, entries);
 610     gqs->GetPoint(ip, q, sy);
 611     sm += entries*sy;
 612   }
 613
 614   // error parametrization s(q) = <sy> + b(1/q-1/q0)
 615   TF1 fq("fq", "[0] + [1]/x", 20., 250.);
 616   gqs->Fit(&fq);
 617   printf("sy(Q) :: sm[%f] b[%f] 1/q0[%f]\n", sm, fq.GetParameter(1), (sm-fq.GetParameter(0))/fq.GetParameter(1));
 618 }
 619
 620 //_______________________________________________________
 621 void AliTRDclusterResolution::ProcessCenterPad()
 622 {
 623   TObjArray *arr = (TObjArray*)fContainer->At(kCenter);
 624   if(!arr) {
 625     AliWarning("Missing dy=f(y_d) container");
 626     return;
 627   }
 628   TF1 f("f", "gaus", -.5, .5);
 629   TAxis *ax = 0x0;
 630   TH1D *h1 = 0x0, *h11 = 0x0;
 631   TH2I *h2 = 0x0;
 632
 633   TObjArray *arrg = (TObjArray*)fResults->At(kCenter);
 634   TH2F *hym = (TH2F*)arrg->At(0);
 635   TH2F *hys = (TH2F*)arrg->At(1);
 636   TH2F *hyp = (TH2F*)arrg->At(2);
 637   for(Int_t ily=0; ily<AliTRDgeometry::kNlayer; ily++){
 638     if(!(h2 = (TH2I*)arr->At(ily))) continue;
 639     ax = h2->GetXaxis();
 640     for(Int_t ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 641       Float_t yd = ax->GetBinCenter(ix);
 642       h1 = h2->ProjectionY("py", ix, ix);
 643       Int_t entries = (Int_t)h1->GetEntries();
 644       if(entries < 50) continue;
 645       //Adjust(&f, h1);
 646       h1->Fit(&f, "QN");
 647
 648       // Fill sy = f(y_w)
 649       hyp->Fill(ily, yd, entries);
 650       hym->Fill(ily, yd, f.GetParameter(1));
 651       //hym->SetPointError(ip, 0., f.GetParError(1));
 652       hys->Fill(ily, yd, f.GetParameter(2));
 653       //hys->SetPointError(ip, 0., f.GetParError(2));
 654     }
 655   }
 656
 657   // POSTPROCESS SPECTRA
 658   // Found correction for systematic deviation
 659   TF1 fprf("fprf", "[0]+[1]*sin([2]*x)", -.5, .5);
 660   fprf.SetParameter(0, 0.);
 661   fprf.SetParameter(1, 1.1E-2);
 662   fprf.SetParameter(2, -TMath::PiOver2()/0.25);
 663   printf("  const Float_t cy[AliTRDgeometry::kNlayer][3] = {\n");
 664   for(Int_t ily=0; ily<AliTRDgeometry::kNlayer; ily++){
 665     h1 = hym->ProjectionY("hym_pyy", ily+1, ily+1);
 666     // adjust errors
 667     for(Int_t ib=h1->GetNbinsX(); ib--;) h1->SetBinError(ib, 0.002);
 668     h1->Fit(&fprf, "Q");
 669     printf("    {%5.3e, %5.3e, %5.3e},\n", fprf.GetParameter(0), fprf.GetParameter(1), fprf.GetParameter(2));
 670
 671     if(!fCanvas) continue;
 672     fCanvas->cd();
 673     h1->SetMinimum(-0.02);h1->SetMaximum(0.02);h1->Draw("e1");
 674     h11 = hyp->ProjectionY("hyp_pyy", ily+1, ily+1);
 675     h11->Scale(.8/h11->Integral());
 676     h11->SetLineColor(kBlue); h11->Draw("csame");
 677     fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 678     if(IsSaveAs())
 679     fCanvas->SaveAs(Form("Figures/ProcessCenterPad_M_Ly%d.gif", ily));
 680     else gSystem->Sleep(500);
 681   }
 682   printf("  };\n");
 683
 684   // Parameterization for sigma PRF
 685   TF1 fgaus("fgaus", "gaus", -.5, .5);
 686   printf("  const Float_t scy[AliTRDgeometry::kNlayer][4] = {\n");
 687   for(Int_t ily=0; ily<AliTRDgeometry::kNlayer; ily++){
 688     h1 = hys->ProjectionY("hys_pyy", ily+1, ily+1);
 689     // adjust errors
 690     for(Int_t ib=h1->GetNbinsX(); ib--;) h1->SetBinError(ib, 0.002);
 691
 692     h1->Fit(&fgaus, "Q");
 693     printf("    {%5.3e, %5.3e, %5.3e, ", fgaus.GetParameter(0), fgaus.GetParameter(1), fgaus.GetParameter(2));
 694
 695     // calculate mean sigma on the pad center distribution
 696     Float_t sy = 0.;
 697     h1 = hyp->ProjectionY("hyp_pyy", ily+1, ily+1);
 698     for(Int_t ix=1; ix<=h1->GetNbinsX(); ix++){
 699       sy += fgaus.Eval(h1->GetBinCenter(ix))*h1->GetBinContent(ix);
 700     }
 701     sy /= h1->GetEntries();
 702     printf("%5.3e},\n", sy);
 703
 704     if(!fCanvas) continue;
 705     fCanvas->cd();
 706     h1->SetMinimum(0.01);h1->SetMaximum(0.04);h1->Draw("e1");
 707     h11 = hyp->ProjectionY("hyp_pyy", ily+1, ily+1);
 708     h11->Scale(1./h11->Integral());
 709     h11->SetLineColor(kBlue); h11->Draw("csame");
 710     fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 711     if(IsSaveAs())
 712     fCanvas->SaveAs(Form("Figures/ProcessCenterPad_S_Ly%d.gif", ily));
 713     else gSystem->Sleep(500);
 714   }
 715   printf("  };\n");
 716 }
 717
 718 //_______________________________________________________
 719 void AliTRDclusterResolution::ProcessSigma()
 720 {
 721   TObjArray *arr = (TObjArray*)fContainer->At(kSigm);
 722   if(!arr){
 723     AliWarning("Missing dy=f(x_d, d_wire) container");
 724     return;
 725   }
 726   TLinearFitter gs(1,"pol1");
 727   TF1 f("f", "gaus", -.5, .5);
 728   TAxis *ax = 0x0;
 729   TH1D *h1 = 0x0;
 730   TH2I *h2 = 0x0;
 731   // init visualization
 732   TGraphErrors *ggs = 0x0;
 733   TLine *line = 0x0;
 734   if(fCanvas){
 735     ggs = new TGraphErrors();
 736     line = new TLine();
 737   }
 738
 739   Double_t d(0.), x(0.), sx, sy;
 740   TObjArray *arrr = (TObjArray*)fResults->At(kSigm);
 741   TH2F *hsx = (TH2F*)arrr->At(0);
 742   TH2F *hsy = (TH2F*)arrr->At(1);
 743   for(Int_t id=1; id<=fAd->GetNbins(); id++){
 744     d = fAd->GetBinCenter(id); //[mm]
 745     printf(" Doing d = %5.3f [mm]\n", d);
 746     for(Int_t it=1; it<=fAt->GetNbins(); it++){
 747       x = fAt->GetBinCenter(it); //[mm]
 748       Int_t idx = (id-1)*kNTB+it-1;
 749
 750       // retrieve data histogram
 751       if(!(h2 = (TH2I*)arr->At(idx))) {
 752         AliWarning(Form("Missing histo at index idx[%3d] [id[%2d] it[%2d]] xd[%f] d[%f]\n", idx, id, it, x, d));
 753         continue;
 754       }
 755
 756       if(fCanvas){
 757         new(ggs) TGraphErrors();
 758         ggs->SetMarkerStyle(7);
 759       }
 760       gs.ClearPoints();
 761       ax = h2->GetXaxis();
 762       for(Int_t ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 763         Float_t dydx = ax->GetBinCenter(ix);
 764         Double_t tgg = (dydx-fExB)/(1.+dydx*fExB);
 765         Double_t tgg2 = tgg*tgg;
 766         h1 = h2->ProjectionY("py", ix, ix);
 767         if(h1->GetEntries() < 100) continue;
 768         //Adjust(&f, h1);
 769         //printf("\tFit ix[%d] on %s entries [%d]\n", ix, h2->GetName(), (Int_t)h1->GetEntries());
 770         h1->Fit(&f, "QN");
 771         Double_t s2  = f.GetParameter(2)*f.GetParameter(2);
 772         Double_t s2e = 2.*f.GetParameter(2)*f.GetParError(2);
 773         // Fill sy^2 = f(tg^2(phi-a_L))
 774         gs.AddPoint(&tgg2, s2, s2e);
 775
 776         if(!ggs) continue;
 777         Int_t ip = ggs->GetN();
 778         ggs->SetPoint(ip, tgg2, s2);
 779         ggs->SetPointError(ip, 0., s2e);
 780         //printf("%f, %f, %f, \n", tgg2, s2, s2e);
 781       }
 782       if(gs.Eval()) continue;
 783       sx = gs.GetParameter(1);
 784       sy = gs.GetParameter(0);
 785       hsx->SetBinContent(id, it, TMath::Sqrt(sx));
 786       //hsx->SetBinError(id, it, sig.GetParError(1));
 787
 788       // s^2_y = s0^2_y + tg^2(a_L) * s^2_x
 789       hsy->SetBinContent(id, it, TMath::Sqrt(sy)/* - exb2*sig.GetParameter(1)*/);
 790       //hsy->SetBinError(id, it, sig.GetParError(0)+exb2*exb2*sig.GetParError(1));
 791
 792       /*if(!fCanvas) */continue;
 793       fCanvas->cd();
 794       new(line) TLine(0, sy, .025, sy+.025*sx);
 795       line->SetLineColor(kRed);line->SetLineWidth(2);
 796       ggs->Draw("apl"); line->Draw("");
 797       fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 798       if(IsSaveAs()) fCanvas->SaveAs(Form("Figures/ProcessSigma_D%d_T%02d.gif", id, it));
 799       else gSystem->Sleep(100);
 800
 801       printf("    xd=%4.1f[cm] sx=%5.3e[cm] sy=%5.3e[cm]\n", x, sx, sy);
 802     }
 803   }
 804 //   if(ggs) delete ggs; // TODO fix this memory leak !
 805 //   if(line) delete line;
 806
 807   // fit sy parallel to the drift
 808   TF1 fsyD("fsy", "[0]+[1]*exp(1./(x+[2]))", 0.5, 3.5);
 809   fsyD.SetParameter(0, .025);
 810   fsyD.SetParameter(1, -8.e-4);
 811   fsyD.SetParameter(2, -.25);
 812   h1 = hsy->ProjectionY("hsy_pyy"); h1->Scale(1./hsy->GetNbinsX());
 813   for(Int_t ib=1; ib<=h1->GetNbinsX(); ib++) h1->SetBinError(ib, 0.002);
 814   h1->Fit(&fsyD, "Q", "", .5, 3.5);
 815   printf("  const Float_t sy0 = %5.3e;\n", fsyD.GetParameter(0));
 816   printf("  const Float_t sya = %5.3e;\n", fsyD.GetParameter(1));
 817   printf("  const Float_t syb = %5.3e;\n", fsyD.GetParameter(2));
 818   if(fCanvas){
 819     fCanvas->cd();
 820     h1->Draw("e1"); fsyD.Draw("same");
 821     fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 822     if(IsSaveAs()) fCanvas->SaveAs("Figures/ProcessSigma_SY||.gif");
 823     else gSystem->Sleep(1000);
 824   }
 825
 826
 827   // fit sx parallel to the drift
 828   TF1 fsxD("fsx", "gaus(0)+expo(3)", 0., 3.5);
 829   h1 = hsx->ProjectionY("hsx_pyy");
 830   h1->Scale(1./hsx->GetNbinsX());
 831   for(Int_t ib=1; ib<=h1->GetNbinsX(); ib++) if(h1->GetBinContent(ib)>0.) h1->SetBinError(ib, 0.02);
 832   h1->Fit(&f, "QN", "", 0., 1.3);
 833   fsxD.SetParameter(0, 0.);
 834   fsxD.SetParameter(1, f.GetParameter(1));
 835   fsxD.SetParameter(2, f.GetParameter(2));
 836   TF1 expo("fexpo", "expo", 0., 3.5);
 837   h1->Fit(&expo, "QN");
 838   fsxD.SetParameter(3, expo.GetParameter(0));
 839   fsxD.SetParameter(4, expo.GetParameter(1));
 840   h1->Fit(&fsxD, "Q");
 841   printf("  const Float_t sxgc = %5.3e;\n", fsxD.GetParameter(0));
 842   printf("  const Float_t sxgm = %5.3e;\n", fsxD.GetParameter(1));
 843   printf("  const Float_t sxgs = %5.3e;\n", fsxD.GetParameter(2));
 844   printf("  const Float_t sxe0 = %5.3e;\n", fsxD.GetParameter(3));
 845   printf("  const Float_t sxe1 = %5.3e;\n", fsxD.GetParameter(4));
 846   if(fCanvas){
 847     fCanvas->cd();
 848     h1->Draw("e1"); fsxD.Draw("same");
 849     fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 850     if(IsSaveAs()) fCanvas->SaveAs("Figures/ProcessSigma_SX||.gif");
 851     else gSystem->Sleep(1000);
 852   }
 853
 854   // fit sx perpendicular to the drift
 855   Int_t nb = 0;
 856   TAxis *ay = hsx->GetYaxis();
 857   TH1D *hx = hsx->ProjectionX("hsx_px", 1,1);
 858   TH1D *hAn = (TH1D*)hx->Clone("hAn"); hAn->Reset();
 859   for(Int_t ib = 11; ib<24; ib++, nb++){
 860     hx = hsx->ProjectionX("hsx_px", ib, ib);
 861     for(Int_t id=1; id<=hx->GetNbinsX(); id++)
 862       hx->SetBinContent(id, hx->GetBinContent(id)-fsxD.Eval(ay->GetBinCenter(ib)));
 863     hAn->Add(hx);
 864   }
 865   TF1 fsxA("fsxA", "pol2", 0., 0.25);
 866   hAn->Scale(1./nb);
 867   for(Int_t ib=1; ib<=hAn->GetNbinsX(); ib++) hAn->SetBinError(ib, 0.002);
 868   hAn->Fit(&fsxA, "Q");
 869   printf("  const Float_t sxd0 = %5.3e;\n", fsxA.GetParameter(0));
 870   printf("  const Float_t sxd1 = %5.3e;\n", fsxA.GetParameter(1));
 871   printf("  const Float_t sxd2 = %5.3e;\n", fsxA.GetParameter(2));
 872   if(fCanvas){
 873     fCanvas->cd();
 874     hAn->Draw("e1"); fsxA.Draw("same");
 875     fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 876     if(IsSaveAs()) fCanvas->SaveAs("Figures/ProcessSigma_SXL.gif");
 877     else gSystem->Sleep(100);
 878   }
 879 }
 880
 881 //_______________________________________________________
 882 void AliTRDclusterResolution::ProcessMean()
 883 {
 884   TObjArray *arr = (TObjArray*)fContainer->At(kMean);
 885   if(!arr){
 886     AliWarning("Missing dy=f(x_d, d_wire) container");
 887     return;
 888   }
 889   TGraphErrors *gm = new TGraphErrors();
 890   TF1 f("f", "gaus", -.5, .5);
 891   TF1 line("l", Form("%6.4f*[0]+[1]*x", fExB), -.15, .15);
 892   Double_t d(0.), x(0.), dx, x0;
 893   TAxis *ax = 0x0;
 894   TH1D *h1 = 0x0;
 895   TH2I *h2 = 0x0;
 896
 897   TObjArray *arrr = (TObjArray*)fResults->At(kMean);
 898   TH2F *hdx = (TH2F*)arrr->At(0);
 899   TH2F *hx0 = (TH2F*)arrr->At(1);
 900   for(Int_t id=1; id<=fAd->GetNbins(); id++){
 901     d = fAd->GetBinCenter(id); //[mm]
 902     printf(" Doing d = %5.3f [mm]\n", d);
 903     for(Int_t it=1; it<=fAt->GetNbins(); it++){
 904       x = fAt->GetBinCenter(it); //[mm]
 905       Int_t idx = (id-1)*kNTB+it-1;
 906       if(!(h2 = (TH2I*)arr->At(idx))) {
 907         AliWarning(Form("Missing histo at index idx[%3d] [id[%2d] it[%2d]] xd[%f] d[%f]\n", idx, id, it, x, d));
 908         continue;
 909       }
 910
 911       new(gm) TGraphErrors();
 912       gm->SetMarkerStyle(7);
 913       ax = h2->GetXaxis();
 914       for(Int_t ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 915         Double_t dydx = ax->GetBinCenter(ix);
 916         h1 = h2->ProjectionY("py", ix, ix);
 917         if(h1->GetEntries() < 50) continue;
 918         //Adjust(&f, h1);
 919         h1->Fit(&f, "QN");
 920
 921         // Fill <Dy> = f(dydx - h*dzdx)
 922         Int_t ip = gm->GetN();
 923         gm->SetPoint(ip, dydx, f.GetParameter(1));
 924         gm->SetPointError(ip, 0., f.GetParError(1));
 925         ip++;
 926       }
 927       if(gm->GetN()<4) continue;
 928
 929       gm->Fit(&line, "QN");
 930       dx = line.GetParameter(1); // = (fVdrift + dVd)*(fT + tCorr);
 931       x0 = line.GetParameter(0); // = tg(a_L)*dx
 932       hdx->SetBinContent(id, it, dx);
 933       hx0->SetBinContent(id, it, x0);
 934
 935       if(!fCanvas) continue;
 936       fCanvas->cd();
 937       gm->Draw("apl"); line.Draw("same");
 938       fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 939       if(IsSaveAs()) fCanvas->SaveAs(Form("Figures/ProcessMean_D%d_T%02d.gif", id, it));
 940       else gSystem->Sleep(100);
 941       printf("    xd=%4.1f[cm] dx=%5.3e[cm] x0=%5.3e[cm]\n", x, dx, x0);
 942     }
 943   }
 944
 945   TH1D *h=hdx->ProjectionY("hdx_py"); h->Scale(1./hdx->GetNbinsX());
 946   printf("  const Float_t cx[] = {\n    ");
 947   for(Int_t ib=1; ib<=h->GetNbinsX(); ib++){
 948     printf("%6.4e, ", h->GetBinContent(ib));
 949     if(ib%6==0) printf("\n    ");
 950   }
 951   printf("  };\n");
 952
 953   // delete gm; TODO memory leak ?
 954 }