added histograms for number of points in SDD+SSD (ITS PID
[u/mrichter/AliRoot.git] / ANALYSIS / AliESDtrackCuts.h
1 //
2 //  Class for handling of ESD track cuts.
3 //
4 //  The class manages a number of track quality cuts, a
5 //  track-to-vertex cut and a number of kinematic cuts. Two methods
6 //  can be used to figure out if an ESD track survives the cuts:
7 //  AcceptTrack which takes a single AliESDtrack as argument and
8 //  returns kTRUE/kFALSE or GetAcceptedTracks which takes an AliESDEvent
9 //  object and returns an TObjArray (of AliESDtracks) with the tracks
10 //  in the ESD that survived the cuts.
11 //
12 //
13 //  TODO:
14 //  - add functionality to save and load cuts
15 //  - add histograms for kinematic cut variables?
16 //  - upper and lower cuts for all (non-boolean) cuts
17 //  - update print method
18 //  - put comments to each variable
19 //
20
21 #ifndef ALIESDTRACKCUTS_H
22 #define ALIESDTRACKCUTS_H
23
24 #include <TString.h>
25
26 #include "AliAnalysisCuts.h"
27
28 class AliESDEvent;
29 class AliESDtrack;
30 class AliLog;
31 class TTree;
32 class TH1;
33 class TH1F;
34 class TH2F;
35 class TF1;
36 class TCollection;
37 class TFormula;
38
39 class AliESDtrackCuts : public AliAnalysisCuts
40 {
41 public:
42   enum ITSClusterRequirement { kOff = 0, kNone, kAny, kFirst, kOnlyFirst, kSecond, kOnlySecond, kBoth };
43   enum Detector { kSPD = 0, kSDD, kSSD };
44   
45   AliESDtrackCuts(const Char_t* name = "AliESDtrackCuts", const Char_t* title = "");
46   virtual ~AliESDtrackCuts();
47
48   virtual Bool_t IsSelected(TObject* obj)
49        {return AcceptTrack((AliESDtrack*)obj);}
50   virtual Bool_t IsSelected(TList* /*list*/) {return kTRUE;}
51
52   Bool_t AcceptTrack(AliESDtrack* esdTrack);
53   TObjArray* GetAcceptedTracks(AliESDEvent* esd, Bool_t bTPC = kFALSE);
54   Int_t CountAcceptedTracks(AliESDEvent* const esd);
55   
56   static Int_t GetReferenceMultiplicity(AliESDEvent* esd, Bool_t tpcOnly);
57
58   static AliESDtrack* GetTPCOnlyTrack(AliESDEvent* esd, Int_t iTrack);
59   
60   // Standard cut definitions
61   static AliESDtrackCuts* GetStandardTPCOnlyTrackCuts();
62   static AliESDtrackCuts* GetStandardITSTPCTrackCuts2009(Bool_t selPrimaries=kTRUE);
63   static AliESDtrackCuts* GetStandardITSTPCTrackCuts2010(Bool_t selPrimaries=kTRUE, Int_t clusterCut=0);
64   static AliESDtrackCuts* GetStandardITSSATrackCuts2009(Bool_t selPrimaries=kTRUE, Bool_t useForPid=kTRUE);
65   static AliESDtrackCuts* GetStandardITSSATrackCuts2010(Bool_t selPrimaries=kTRUE, Bool_t useForPid=kTRUE);
66   static AliESDtrackCuts* GetStandardITSSATrackCutsPbPb2010(Bool_t selPrimaries=kTRUE, Bool_t useForPid=kTRUE);
67   static AliESDtrackCuts* GetStandardITSPureSATrackCuts2009(Bool_t selPrimaries=kTRUE, Bool_t useForPid=kTRUE);
68   static AliESDtrackCuts* GetStandardITSPureSATrackCuts2010(Bool_t selPrimaries=kTRUE, Bool_t useForPid=kTRUE);
69
70   virtual Long64_t Merge(TCollection* list);
71   virtual void Copy(TObject &c) const;
72   AliESDtrackCuts(const AliESDtrackCuts& pd);  // Copy Constructor
73   AliESDtrackCuts &operator=(const AliESDtrackCuts &c);
74
75   //######################################################
76   // track quality cut setters  
77   void SetMinNClustersTPC(Int_t min=-1)          {fCutMinNClusterTPC=min;}
78   void SetMinNClustersITS(Int_t min=-1)          {fCutMinNClusterITS=min;}
79   void SetMinNCrossedRowsTPC(Float_t min=-1) { fCutMinNCrossedRowsTPC=min;}
80   void SetMinRatioCrossedRowsOverFindableClustersTPC(Float_t min = -1) { fCutMinRatioCrossedRowsOverFindableClustersTPC=min;}
81   void SetClusterRequirementITS(Detector det, ITSClusterRequirement req = kOff) { fCutClusterRequirementITS[det] = req; }
82   void SetMaxChi2PerClusterTPC(Float_t max=1e10) {fCutMaxChi2PerClusterTPC=max;}
83   void SetMaxChi2PerClusterITS(Float_t max=1e10) {fCutMaxChi2PerClusterITS=max;}
84   void SetMaxNOfMissingITSPoints(Int_t max=6)    {fCutMaxMissingITSPoints=max;}
85   void SetRequireTPCRefit(Bool_t b=kFALSE)       {fCutRequireTPCRefit=b;}
86   void SetRequireTPCStandAlone(Bool_t b=kFALSE)  {fCutRequireTPCStandAlone=b;}
87   void SetRequireITSRefit(Bool_t b=kFALSE)       {fCutRequireITSRefit=b;}
88   void SetRequireITSPid(Bool_t b=kFALSE)         {fCutRequireITSPid=b;}
89   void SetRequireITSStandAlone(Bool_t b=kFALSE)    {fCutRequireITSStandAlone = b;} 
90   void SetRequireITSPureStandAlone(Bool_t b=kFALSE){fCutRequireITSpureSA = b;}
91
92
93   void SetAcceptKinkDaughters(Bool_t b=kTRUE)    {fCutAcceptKinkDaughters=b;}
94   void SetAcceptSharedTPCClusters(Bool_t b=kTRUE){fCutAcceptSharedTPCClusters=b;}
95   void SetMaxFractionSharedTPCClusters(Float_t max=1e10) {fCutMaxFractionSharedTPCClusters=max;}
96   void SetMaxCovDiagonalElements(Float_t c1=1e10, Float_t c2=1e10, Float_t c3=1e10, Float_t c4=1e10, Float_t c5=1e10) 
97     {fCutMaxC11=c1; fCutMaxC22=c2; fCutMaxC33=c3; fCutMaxC44=c4; fCutMaxC55=c5;}
98   void SetMaxRel1PtUncertainty(Float_t max=1e10)      {fCutMaxRel1PtUncertainty=max;}
99
100
101   // track to vertex cut setters
102   void SetMaxNsigmaToVertex(Float_t sigma=1e10)       {fCutNsigmaToVertex = sigma; SetRequireSigmaToVertex(kTRUE);}
103   void SetRequireSigmaToVertex(Bool_t b=kTRUE)        {fCutSigmaToVertexRequired = b;}
104   void SetMaxDCAToVertexXY(Float_t dist=1e10)         {fCutMaxDCAToVertexXY = dist;}
105   void SetMaxDCAToVertexZ(Float_t dist=1e10)          {fCutMaxDCAToVertexZ = dist;}
106   void SetMinDCAToVertexXY(Float_t dist=0.)           {fCutMinDCAToVertexXY = dist;}
107   void SetMinDCAToVertexZ(Float_t dist=0.)            {fCutMinDCAToVertexZ = dist;}
108   void SetMaxDCAToVertexXYPtDep(const char *dist="");
109   void SetMaxDCAToVertexZPtDep(const char *dist=""); 
110   void SetMinDCAToVertexXYPtDep(const char *dist="");
111   void SetMinDCAToVertexZPtDep(const char *dist=""); 
112   void SetDCAToVertex2D(Bool_t b=kFALSE)              {fCutDCAToVertex2D = b;}
113
114
115   // getters
116
117   Int_t   GetMinNClusterTPC()        const   { return fCutMinNClusterTPC;}
118   Int_t   GetMinNClustersITS()       const   { return fCutMinNClusterITS;}
119   ITSClusterRequirement GetClusterRequirementITS(Detector det) const { return fCutClusterRequirementITS[det]; }
120   Float_t GetMaxChi2PerClusterTPC()  const   { return fCutMaxChi2PerClusterTPC;}
121   Float_t GetMaxChi2PerClusterITS()  const   { return fCutMaxChi2PerClusterITS;}
122   Int_t   GetMaxNOfMissingITSPoints() const   { return  fCutMaxMissingITSPoints;}
123   Bool_t  GetRequireTPCRefit()       const   { return fCutRequireTPCRefit;}
124   Bool_t  GetRequireTPCStandAlone()  const   { return fCutRequireTPCStandAlone;}
125   Bool_t  GetRequireITSRefit()       const   { return fCutRequireITSRefit;}
126   Bool_t  GetRequireITSStandAlone()  const   { return fCutRequireITSStandAlone; }
127   Bool_t  GetAcceptKinkDaughters()   const   { return fCutAcceptKinkDaughters;}
128   Bool_t  GetAcceptSharedTPCClusters()        const   {return fCutAcceptSharedTPCClusters;}
129   Float_t GetMaxFractionSharedTPCClusters()   const   {return fCutMaxFractionSharedTPCClusters;}
130   void    GetMaxCovDiagonalElements(Float_t& c1, Float_t& c2, Float_t& c3, Float_t& c4, Float_t& c5) const
131       {c1 = fCutMaxC11; c2 = fCutMaxC22; c3 = fCutMaxC33; c4 = fCutMaxC44; c5 = fCutMaxC55;}
132   Float_t GetMaxRel1PtUncertainty()  const   { return fCutMaxRel1PtUncertainty;}
133   Float_t GetMaxNsigmaToVertex()     const   { return fCutNsigmaToVertex;}
134   Float_t GetMaxDCAToVertexXY()      const   { return fCutMaxDCAToVertexXY;}
135   Float_t GetMaxDCAToVertexZ()       const   { return fCutMaxDCAToVertexZ;}
136   Float_t GetMinDCAToVertexXY()      const   { return fCutMinDCAToVertexXY;}
137   Float_t GetMinDCAToVertexZ()       const   { return fCutMinDCAToVertexZ;}
138   const char* GetMaxDCAToVertexXYPtDep() const   { return fCutMaxDCAToVertexXYPtDep;}
139   const char* GetMaxDCAToVertexZPtDep()  const   { return fCutMaxDCAToVertexZPtDep;}
140   const char* GetMinDCAToVertexXYPtDep() const   { return fCutMinDCAToVertexXYPtDep;}
141   const char* GetMinDCAToVertexZPtDep()  const   { return fCutMinDCAToVertexZPtDep;}
142   Bool_t  GetDCAToVertex2D()         const   { return fCutDCAToVertex2D;}
143   Bool_t  GetRequireSigmaToVertex( ) const   { return fCutSigmaToVertexRequired;}
144
145   void GetPRange(Float_t& r1, Float_t& r2)  const {r1=fPMin;   r2=fPMax;}
146   void GetPtRange(Float_t& r1, Float_t& r2) const {r1=fPtMin;  r2=fPtMax;}
147   void GetPxRange(Float_t& r1, Float_t& r2) const {r1=fPxMin;  r2=fPxMax;}
148   void GetPyRange(Float_t& r1, Float_t& r2) const {r1=fPyMin;  r2=fPyMax;}
149   void GetPzRange(Float_t& r1, Float_t& r2) const {r1=fPzMin;  r2=fPzMax;}
150   void GetEtaRange(Float_t& r1, Float_t& r2) const {r1=fEtaMin; r2=fEtaMax;}
151   void GetRapRange(Float_t& r1, Float_t& r2) const {r1=fRapMin; r2=fRapMax;}
152
153   // track kinmatic cut setters
154   void SetPRange(Float_t r1=0, Float_t r2=1e10)       {fPMin=r1;   fPMax=r2;}
155   void SetPtRange(Float_t r1=0, Float_t r2=1e10)      {fPtMin=r1;  fPtMax=r2;}
156   void SetPxRange(Float_t r1=-1e10, Float_t r2=1e10)  {fPxMin=r1;  fPxMax=r2;}
157   void SetPyRange(Float_t r1=-1e10, Float_t r2=1e10)  {fPyMin=r1;  fPyMax=r2;}
158   void SetPzRange(Float_t r1=-1e10, Float_t r2=1e10)  {fPzMin=r1;  fPzMax=r2;}
159   void SetEtaRange(Float_t r1=-1e10, Float_t r2=1e10) {fEtaMin=r1; fEtaMax=r2;}
160   void SetRapRange(Float_t r1=-1e10, Float_t r2=1e10) {fRapMin=r1; fRapMax=r2;}
161
162   //######################################################
163   void SetHistogramsOn(Bool_t b=kFALSE) {fHistogramsOn = b;}
164   void DefineHistograms(Int_t color=1);
165   virtual Bool_t LoadHistograms(const Char_t* dir = 0);
166   void SaveHistograms(const Char_t* dir = 0);
167   void DrawHistograms();
168
169   static Float_t GetSigmaToVertex(AliESDtrack* const esdTrack);
170   
171   static void EnableNeededBranches(TTree* tree);
172
173   // void SaveQualityCuts(Char_t* file)
174   // void LoadQualityCuts(Char_t* file)
175
176   TH1F* GetDZNormalized(Int_t i) const { return fhDZNormalized[i]; }
177   TH1F* GetNClustersTPC(Int_t i) const { return fhNClustersTPC[i]; }
178   TH1F* GetPtHist(Int_t i) const { return fhPt[i]; }
179
180 protected:
181   void Init(); // sets everything to 0
182   Bool_t CheckITSClusterRequirement(ITSClusterRequirement req, Bool_t clusterL1, Bool_t clusterL2);
183   Bool_t CheckPtDepDCA(TString dist,Bool_t print=kFALSE) const;
184   void SetPtDepDCACuts(Double_t pt);
185
186   enum { kNCuts = 39 }; 
187
188   //######################################################
189   // esd track quality cuts
190   static const Char_t* fgkCutNames[kNCuts]; //! names of cuts (for internal use)
191
192   Int_t   fCutMinNClusterTPC;         // min number of tpc clusters
193   Int_t   fCutMinNClusterITS;         // min number of its clusters
194   Float_t   fCutMinNCrossedRowsTPC;     // min number of tpc crossed rows
195   Float_t fCutMinRatioCrossedRowsOverFindableClustersTPC; // min ratio crossed rows / findable clusters
196
197   ITSClusterRequirement fCutClusterRequirementITS[3];  // detailed ITS cluster requirements for (SPD, SDD, SSD)
198
199   Float_t fCutMaxChi2PerClusterTPC;   // max tpc fit chi2 per tpc cluster
200   Float_t fCutMaxChi2PerClusterITS;   // max its fit chi2 per its cluster
201   Int_t   fCutMaxMissingITSPoints;    // max n. of missing ITS points
202
203   Float_t fCutMaxC11;                 // max cov. matrix diag. elements (res. y^2)
204   Float_t fCutMaxC22;                 // max cov. matrix diag. elements (res. z^2)
205   Float_t fCutMaxC33;                 // max cov. matrix diag. elements (res. sin(phi)^2)
206   Float_t fCutMaxC44;                 // max cov. matrix diag. elements (res. tan(theta_dip)^2)
207   Float_t fCutMaxC55;                 // max cov. matrix diag. elements (res. 1/pt^2)
208
209   Float_t fCutMaxRel1PtUncertainty;   // max relative uncertainty of 1/pt
210
211   Bool_t  fCutAcceptKinkDaughters;    // accepting kink daughters?
212   Bool_t  fCutAcceptSharedTPCClusters;// accepting shared clusters in TPC?
213   Float_t fCutMaxFractionSharedTPCClusters; //Maximum fraction of shared clusters in TPC
214   Bool_t  fCutRequireTPCRefit;        // require TPC refit
215   Bool_t  fCutRequireTPCStandAlone;   // require TPC standalone tracks
216   Bool_t  fCutRequireITSRefit;        // require ITS refit
217   Bool_t  fCutRequireITSPid;          // require ITS pid
218   Bool_t  fCutRequireITSStandAlone;   // require ITS standalone tracks (remove pure SA)
219   Bool_t  fCutRequireITSpureSA;       // require ITS pure standalone tracks (found using all ITS clusters)
220
221
222   // track to vertex cut
223   Float_t fCutNsigmaToVertex;         // max number of estimated sigma from track-to-vertex
224   Bool_t  fCutSigmaToVertexRequired;  // cut track if sigma from track-to-vertex could not be calculated
225   Float_t fCutMaxDCAToVertexXY;       // track-to-vertex cut in max absolute distance in xy-plane
226   Float_t fCutMaxDCAToVertexZ;        // track-to-vertex cut in max absolute distance in z-plane
227   Float_t fCutMinDCAToVertexXY;       // track-to-vertex cut on min absolute distance in xy-plane
228   Float_t fCutMinDCAToVertexZ;        // track-to-vertex cut on min absolute distance in z-plane
229   // 
230   TString fCutMaxDCAToVertexXYPtDep;  // pt-dep track-to-vertex cut in max absolute distance in xy-plane
231   TString fCutMaxDCAToVertexZPtDep;   // pt-dep track-to-vertex cut in max absolute distance in z-plane
232   TString fCutMinDCAToVertexXYPtDep;  // pt-dep track-to-vertex cut on min absolute distance in xy-plane
233   TString fCutMinDCAToVertexZPtDep;   // pt-dep track-to-vertex cut on min absolute distance in z-plane
234
235   // only internal use, set via strings above
236   TFormula *f1CutMaxDCAToVertexXYPtDep;  // pt-dep track-to-vertex cut in max absolute distance in xy-plane
237   TFormula *f1CutMaxDCAToVertexZPtDep;   // pt-dep track-to-vertex cut in max absolute distance in z-plane
238   TFormula *f1CutMinDCAToVertexXYPtDep;  // pt-dep track-to-vertex cut on min absolute distance in xy-plane
239   TFormula *f1CutMinDCAToVertexZPtDep;   // pt-dep track-to-vertex cut on min absolute distance in z-plane
240
241   Bool_t  fCutDCAToVertex2D;          // if true a 2D DCA cut is made. Tracks are accepted if sqrt((DCAXY / fCutMaxDCAToVertexXY)^2 + (DCAZ / fCutMaxDCAToVertexZ)^2) < 1 AND sqrt((DCAXY / fCutMinDCAToVertexXY)^2 + (DCAZ / fCutMinDCAToVertexZ)^2) > 1
242
243   // esd kinematics cuts
244   Float_t fPMin,   fPMax;             // definition of the range of the P
245   Float_t fPtMin,  fPtMax;            // definition of the range of the Pt
246   Float_t fPxMin,  fPxMax;            // definition of the range of the Px
247   Float_t fPyMin,  fPyMax;            // definition of the range of the Py
248   Float_t fPzMin,  fPzMax;            // definition of the range of the Pz
249   Float_t fEtaMin, fEtaMax;           // definition of the range of the eta
250   Float_t fRapMin, fRapMax;           // definition of the range of the y
251
252   //######################################################
253   // diagnostics histograms
254   Bool_t fHistogramsOn;               // histograms on/off
255
256   TH1F* fhNClustersITS[2];            //->
257   TH1F* fhNClustersTPC[2];            //->
258   TH1F* fhNSharedClustersTPC[2];      //->
259   TH1F* fhNCrossedRowsTPC[2];         //->
260   TH1F* fhRatioCrossedRowsOverFindableClustersTPC[2]; // ->
261
262   TH1F* fhChi2PerClusterITS[2];       //->
263   TH1F* fhChi2PerClusterTPC[2];       //->
264   TH1F* fhNClustersForITSPID[2];      //-> number of points in SDD+SSD (ITS PID selection)
265   TH1F* fhNMissingITSPoints[2];       //-> number of missing ITS points
266
267   TH1F* fhC11[2];                     //->
268   TH1F* fhC22[2];                     //->
269   TH1F* fhC33[2];                     //->
270   TH1F* fhC44[2];                     //->
271   TH1F* fhC55[2];                     //->
272
273   TH1F* fhRel1PtUncertainty[2];       //-> rel. uncertainty of 1/pt
274
275   TH1F* fhDXY[2];                     //->
276   TH1F* fhDZ[2];                      //->
277   TH1F* fhDXYDZ[2];                   //-> absolute distance sqrt(dxy**2 + dz**2) to vertex; if 2D cut is set, normalized to given values
278   TH2F* fhDXYvsDZ[2];                 //->
279
280   TH1F* fhDXYNormalized[2];           //->
281   TH1F* fhDZNormalized[2];            //->
282   TH2F* fhDXYvsDZNormalized[2];       //->
283   TH1F* fhNSigmaToVertex[2];          //->
284
285   TH1F* fhPt[2];                      //-> pt of esd tracks
286   TH1F* fhEta[2];                     //-> eta of esd tracks
287
288   TF1*  ffDTheoretical;               //-> theoretical distance to vertex normalized (2d gauss)
289
290   TH1F*  fhCutStatistics;             //-> statistics of what cuts the tracks did not survive
291   TH2F*  fhCutCorrelation;            //-> 2d statistics plot
292
293   ClassDef(AliESDtrackCuts, 15)
294 };
295
296
297 #endif