cluster unfolding code from Cynthia
[u/mrichter/AliRoot.git] / EMCAL / AliEMCALClusterizerv1.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
6  *                                                                        *
7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15
16 /* $Id$ */
17
18 //-- Author: Yves Schutz (SUBATECH)  & Dmitri Peressounko (SUBATECH & Kurchatov Institute)
19 //  August 2002 Yves Schutz: clone PHOS as closely as possible and intoduction
20 //                           of new  IO (à la PHOS)
21 //  Mar 2007, Aleksei Pavlinov - new algoritmh of pseudo clusters
22 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
23 //  Clusterization class. Performs clusterization (collects neighbouring active cells) and 
24 //  unfolds the clusters having several local maxima.  
25 //  Results are stored in TreeR#, branches EMCALTowerRP (EMC recPoints),
26 //  EMCALPreShoRP (CPV RecPoints) and AliEMCALClusterizer (Clusterizer with all 
27 //  parameters including input digits branch title, thresholds etc.)
28 //  This TTask is normally called from Reconstructioner, but can as well be used in 
29 //  standalone mode.
30 // Use Case:
31 //  root [0] AliEMCALClusterizerv1 * cl = new AliEMCALClusterizerv1("galice.root")  
32 //  Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
33 //               //reads gAlice from header file "..."                      
34 //  root [1] cl->ExecuteTask()  
35 //               //finds RecPoints in all events stored in galice.root
36 //  root [2] cl->SetDigitsBranch("digits2") 
37 //               //sets another title for Digitis (input) branch
38 //  root [3] cl->SetRecPointsBranch("recp2")  
39 //               //sets another title four output branches
40 //  root [4] cl->SetTowerLocalMaxCut(0.03)  
41 //               //set clusterization parameters
42 //  root [5] cl->ExecuteTask("deb all time")  
43 //               //once more finds RecPoints options are 
44 //               // deb - print number of found rec points
45 //               // deb all - print number of found RecPoints and some their characteristics 
46 //               // time - print benchmarking results
47
48 // --- ROOT system ---
49 #include <cassert>
50
51 class TROOT;
52 #include <TH1.h>
53 #include <TFile.h> 
54 class TFolder;
55 #include <TMath.h> 
56 #include <TMinuit.h>
57 #include <TTree.h> 
58 class TSystem; 
59 #include <TBenchmark.h>
60 #include <TBrowser.h>
61 #include <TROOT.h>
62
63 // --- Standard library ---
64
65
66 // --- AliRoot header files ---
67 #include "AliRunLoader.h"
68 #include "AliRun.h"
69 #include "AliESD.h"
70 #include "AliEMCALClusterizerv1.h"
71 #include "AliEMCALRecPoint.h"
72 #include "AliEMCALDigit.h"
73 #include "AliEMCALDigitizer.h"
74 #include "AliEMCAL.h"
75 #include "AliEMCALGeometry.h"
76 //JLK
77 //#include "AliEMCALHistoUtilities.h"
78 #include "AliEMCALRecParam.h"
79 #include "AliEMCALReconstructor.h"
80 #include "AliCDBManager.h"
81
82 class AliCDBStorage;
83 #include "AliCDBEntry.h"
84
85 ClassImp(AliEMCALClusterizerv1)
86
87 //____________________________________________________________________________
88 AliEMCALClusterizerv1::AliEMCALClusterizerv1()
89   : AliEMCALClusterizer(),
90     //JLK
91     //fHists(0),fPointE(0),fPointL1(0),fPointL2(0),
92     //fPointDis(0),fPointMult(0),fDigitAmp(0),fMaxE(0),
93     //fMaxL1(0),fMaxL2(0),fMaxDis(0),
94     fGeom(0),
95     fDefaultInit(kFALSE),
96     fToUnfold(kFALSE),
97     fNumberOfECAClusters(0),fCalibData(0),
98     fADCchannelECA(0.),fADCpedestalECA(0.),fECAClusteringThreshold(0.),fECALocMaxCut(0.),
99     fECAW0(0.),fTimeCut(0.),fMinECut(0.)
100 {
101   // ctor with the indication of the file where header Tree and digits Tree are stored
102   
103   InitParameters() ; 
104   Init() ;
105 }
106
107 //____________________________________________________________________________
108   AliEMCALClusterizerv1::~AliEMCALClusterizerv1()
109 {
110   // dtor
111 }
112
113 //____________________________________________________________________________
114 Float_t  AliEMCALClusterizerv1::Calibrate(Int_t amp, Int_t AbsId) 
115 {
116  
117   // Convert digitized amplitude into energy.
118   // Calibration parameters are taken from calibration data base for raw data,
119   // or from digitizer parameters for simulated data.
120
121   if(fCalibData){
122     
123     if (fGeom==0)
124       AliFatal("Did not get geometry from EMCALLoader") ;
125     
126     Int_t iSupMod = -1;
127     Int_t nModule  = -1;
128     Int_t nIphi   = -1;
129     Int_t nIeta   = -1;
130     Int_t iphi    = -1;
131     Int_t ieta    = -1;
132     
133     Bool_t bCell = fGeom->GetCellIndex(AbsId, iSupMod, nModule, nIphi, nIeta) ;
134     if(!bCell) {
135       fGeom->PrintGeometry();
136       Error("Calibrate()"," Wrong cell id number : %i", AbsId);
137       assert(0);
138     }
139
140     fGeom->GetCellPhiEtaIndexInSModule(iSupMod,nModule,nIphi, nIeta,iphi,ieta);
141
142     fADCchannelECA  = fCalibData->GetADCchannel (iSupMod,ieta,iphi);
143     fADCpedestalECA = fCalibData->GetADCpedestal(iSupMod,ieta,iphi);
144   
145    return -fADCpedestalECA + amp * fADCchannelECA ;        
146  
147   }
148   else //Return energy with default parameters if calibration is not available
149     return -fADCpedestalECA + amp * fADCchannelECA ; 
150   
151 }
152
153 //____________________________________________________________________________
154 void AliEMCALClusterizerv1::Digits2Clusters(Option_t * option)
155 {
156   // Steering method to perform clusterization for the current event 
157   // in AliEMCALLoader
158
159   if(strstr(option,"tim"))
160     gBenchmark->Start("EMCALClusterizer"); 
161   
162   if(strstr(option,"print"))
163     Print("") ; 
164  
165   //Get calibration parameters from file or digitizer default values.
166   GetCalibrationParameters() ;
167
168
169   fNumberOfECAClusters = 0;
170
171   MakeClusters() ;  //only the real clusters
172
173   if(fToUnfold)
174     MakeUnfolding() ;
175
176   Int_t index ;
177
178   //Evaluate position, dispersion and other RecPoint properties for EC section                      
179   for(index = 0; index < fRecPoints->GetEntries(); index++) {
180       dynamic_cast<AliEMCALRecPoint *>(fRecPoints->At(index))->EvalAll(fECAW0,fDigitsArr) ;
181   }
182
183   fRecPoints->Sort() ;
184
185   for(index = 0; index < fRecPoints->GetEntries(); index++) {
186     (dynamic_cast<AliEMCALRecPoint *>(fRecPoints->At(index)))->SetIndexInList(index) ;
187     (dynamic_cast<AliEMCALRecPoint *>(fRecPoints->At(index)))->Print();
188   }
189
190   fTreeR->Fill();
191   
192   if(strstr(option,"deb") || strstr(option,"all"))  
193     PrintRecPoints(option) ;
194
195   AliDebug(1,Form("EMCAL Clusterizer found %d Rec Points",fRecPoints->GetEntriesFast()));
196
197   if(strstr(option,"tim")){
198     gBenchmark->Stop("EMCALClusterizer");
199     printf("Exec took %f seconds for Clusterizing", 
200            gBenchmark->GetCpuTime("EMCALClusterizer"));
201   }    
202 }
203
204 //____________________________________________________________________________
205 Bool_t AliEMCALClusterizerv1::FindFit(AliEMCALRecPoint * RecPoint, AliEMCALDigit ** maxAt, 
206                                       Float_t* maxAtEnergy,
207                                       Int_t nPar, Float_t * fitparameters) const
208 {
209   // Calls TMinuit to fit the energy distribution of a cluster with several maxima
210   // The initial values for fitting procedure are set equal to the
211   // positions of local maxima.       
212   // Cluster will be fitted as a superposition of nPar/3
213   // electromagnetic showers
214
215   if (fGeom==0) AliFatal("Did not get geometry from EMCALLoader");
216
217   gMinuit->mncler();                     // Reset Minuit's list of paramters
218   gMinuit->SetPrintLevel(-1) ;           // No Printout
219   gMinuit->SetFCN(AliEMCALClusterizerv1::UnfoldingChiSquare) ;
220   // To set the address of the minimization function
221   TList * toMinuit = new TList();
222   toMinuit->AddAt(RecPoint,0) ;
223   toMinuit->AddAt(fDigitsArr,1) ;
224   toMinuit->AddAt(fGeom,2) ;
225
226   gMinuit->SetObjectFit(toMinuit) ;         // To tranfer pointer to UnfoldingChiSquare
227
228   // filling initial values for fit parameters
229   AliEMCALDigit * digit ;
230
231   Int_t ierflg  = 0;
232   Int_t index   = 0 ;
233   Int_t nDigits = (Int_t) nPar / 3 ;
234
235   Int_t iDigit ;
236
237   for(iDigit = 0; iDigit < nDigits; iDigit++){
238     digit = maxAt[iDigit];
239     Double_t x = 0.;
240     Double_t y = 0.;
241     Double_t z = 0.;
242
243     fGeom->RelPosCellInSModule(digit->GetId(), y, x, z);
244
245     Float_t energy = maxAtEnergy[iDigit] ;
246
247     gMinuit->mnparm(index, "x",  x, 0.1, 0, 0, ierflg) ;
248     index++ ;
249     if(ierflg != 0){
250       Error("FindFit", "EMCAL Unfolding  Unable to set initial value for fit procedure : x = %f", x ) ;
251       return kFALSE;
252     }
253     gMinuit->mnparm(index, "z",  z, 0.1, 0, 0, ierflg) ;
254     index++ ;
255     if(ierflg != 0){
256       Error("FindFit", "EMCAL Unfolding  Unable to set initial value for fit procedure : z = %f", z) ;
257       return kFALSE;
258     }
259     gMinuit->mnparm(index, "Energy",  energy , 0.05*energy, 0., 4.*energy, ierflg) ;
260     index++ ;
261     if(ierflg != 0){
262       Error("FindFit", "EMCAL Unfolding  Unable to set initial value for fit procedure : energy = %f", energy) ;
263       return kFALSE;
264     }
265   }
266
267   Double_t p0 = 0.1 ; // "Tolerance" Evaluation stops when EDM = 0.0001*p0 ; 
268                       // The number of function call slightly depends on it.
269   Double_t p1 = 1.0 ;
270   Double_t p2 = 0.0 ;
271
272   gMinuit->mnexcm("SET STR", &p2, 0, ierflg) ;   // force TMinuit to reduce function calls
273   gMinuit->mnexcm("SET GRA", &p1, 1, ierflg) ;   // force TMinuit to use my gradient
274   gMinuit->SetMaxIterations(5);
275   gMinuit->mnexcm("SET NOW", &p2 , 0, ierflg) ;  // No Warnings
276   gMinuit->mnexcm("MIGRAD", &p0, 0, ierflg) ;    // minimize
277
278   if(ierflg == 4){  // Minimum not found
279     Error("FindFit", "EMCAL Unfolding  Fit not converged, cluster abandoned " ) ;
280     return kFALSE ;
281   }
282   for(index = 0; index < nPar; index++){
283     Double_t err ;
284     Double_t val ;
285     gMinuit->GetParameter(index, val, err) ;    // Returns value and error of parameter index
286     fitparameters[index] = val ;
287   }
288
289   delete toMinuit ;
290   return kTRUE;
291
292 }
293
294 //____________________________________________________________________________
295 void AliEMCALClusterizerv1::GetCalibrationParameters() 
296 {
297   // Set calibration parameters:
298   // if calibration database exists, they are read from database,
299   // otherwise, they are taken from digitizer.
300   //
301   // It is a user responsilibity to open CDB before reconstruction, 
302   // for example: 
303   // AliCDBStorage* storage = AliCDBManager::Instance()->GetStorage("local://CalibDB");
304
305   //Check if calibration is stored in data base
306
307   if(!fCalibData && (AliCDBManager::Instance()->IsDefaultStorageSet()))
308     {
309       AliCDBEntry *entry = (AliCDBEntry*) 
310         AliCDBManager::Instance()->Get("EMCAL/Calib/Data");
311       if (entry) fCalibData =  (AliEMCALCalibData*) entry->GetObject();
312     }
313   
314   if(!fCalibData)
315     AliFatal("Calibration parameters not found in CDB!");
316  
317 }
318
319 //____________________________________________________________________________
320 void AliEMCALClusterizerv1::Init()
321 {
322   // Make all memory allocations which can not be done in default constructor.
323   // Attach the Clusterizer task to the list of EMCAL tasks
324   
325   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::GetRunLoader();
326   if (rl->GetAliRun() && rl->GetAliRun()->GetDetector("EMCAL"))
327     fGeom = dynamic_cast<AliEMCAL*>(rl->GetAliRun()->GetDetector("EMCAL"))->GetGeometry();
328   else 
329     fGeom =  AliEMCALGeometry::GetInstance(AliEMCALGeometry::GetDefaultGeometryName());
330
331   AliDebug(1,Form("geom 0x%x",fGeom));
332
333   if(!gMinuit) 
334     gMinuit = new TMinuit(100) ;
335
336   //JLK
337   //fHists = BookHists();
338 }
339
340 //____________________________________________________________________________
341 void AliEMCALClusterizerv1::InitParameters()
342
343   // Initializes the parameters for the Clusterizer
344   fNumberOfECAClusters = 0;
345   fTimeCut = 300e-9 ; // 300 ns time cut (to be tuned) 
346
347   fCalibData               = 0 ;
348
349   const AliEMCALRecParam* recParam = AliEMCALReconstructor::GetRecParam();
350   if(!recParam) {
351     AliFatal("Reconstruction parameters for EMCAL not set!");
352   }
353   else {
354     fECAClusteringThreshold = recParam->GetClusteringThreshold();
355     fECAW0                  = recParam->GetW0();
356     fMinECut                = recParam->GetMinECut();    
357     fToUnfold               = recParam->GetUnfold();
358     fECALocMaxCut           = recParam->GetLocMaxCut();
359
360     AliDebug(1,Form("Reconstruction parameters: fECAClusteringThreshold=%.3f, fECAW=%.3f, fMinECut=%.3f, fToUnfold=%d, fECALocMaxCut=%.3f",
361                  fECAClusteringThreshold,fECAW0,fMinECut,fToUnfold,fECALocMaxCut));
362   }
363
364 }
365
366 //____________________________________________________________________________
367 Int_t AliEMCALClusterizerv1::AreNeighbours(AliEMCALDigit * d1, AliEMCALDigit * d2) const
368 {
369   // Gives the neighbourness of two digits = 0 are not neighbour ; continue searching 
370   //                                       = 1 are neighbour
371   //                                       = 2 is in different SM; continue searching 
372   // neighbours are defined as digits having at least a common vertex 
373   // The order of d1 and d2 is important: first (d1) should be a digit already in a cluster 
374   //                                      which is compared to a digit (d2)  not yet in a cluster  
375
376   static Int_t rv; 
377   static Int_t nSupMod1=0, nModule1=0, nIphi1=0, nIeta1=0, iphi1=0, ieta1=0;
378   static Int_t nSupMod2=0, nModule2=0, nIphi2=0, nIeta2=0, iphi2=0, ieta2=0;
379   static Int_t rowdiff, coldiff;
380   rv = 0 ; 
381
382   fGeom->GetCellIndex(d1->GetId(), nSupMod1,nModule1,nIphi1,nIeta1);
383   fGeom->GetCellIndex(d2->GetId(), nSupMod2,nModule2,nIphi2,nIeta2);
384   if(nSupMod1 != nSupMod2) return 2; // different SM
385
386   fGeom->GetCellPhiEtaIndexInSModule(nSupMod1,nModule1,nIphi1,nIeta1, iphi1,ieta1);
387   fGeom->GetCellPhiEtaIndexInSModule(nSupMod2,nModule2,nIphi2,nIeta2, iphi2,ieta2);
388
389   rowdiff = TMath::Abs(iphi1 - iphi2);  
390   coldiff = TMath::Abs(ieta1 - ieta2) ;  
391   
392   // neighbours with at least commom side; May 11, 2007
393   if ((coldiff==0 && abs(rowdiff)==1) || (rowdiff==0 && abs(coldiff)==1)) rv = 1;  
394  
395   if (gDebug == 2 && rv==1) 
396   printf("AreNeighbours: neighbours=%d, id1=%d, relid1=%d,%d \n id2=%d, relid2=%d,%d \n", 
397          rv, d1->GetId(), iphi1,ieta1, d2->GetId(), iphi2,ieta2);   
398   
399   return rv ; 
400 }
401
402 //____________________________________________________________________________
403 void AliEMCALClusterizerv1::MakeClusters()
404 {
405   // Steering method to construct the clusters stored in a list of Reconstructed Points
406   // A cluster is defined as a list of neighbour digits
407   // Mar 03, 2007 by PAI
408
409   if (fGeom==0) AliFatal("Did not get geometry from EMCALLoader");
410
411   fRecPoints->Clear();
412
413   // Set up TObjArray with pointers to digits to work on 
414   TObjArray *digitsC = new TObjArray();
415   TIter nextdigit(fDigitsArr);
416   AliEMCALDigit *digit;
417   while ( (digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit*>(nextdigit())) ) {
418     digitsC->AddLast(digit);
419   }
420
421   double e = 0.0, ehs = 0.0;
422   TIter nextdigitC(digitsC);
423
424   while ( (digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>(nextdigitC())) ) { // clean up digits
425     e = Calibrate(digit->GetAmp(), digit->GetId());
426     //JLK
427     //AliEMCALHistoUtilities::FillH1(fHists, 10, digit->GetAmp());
428     //AliEMCALHistoUtilities::FillH1(fHists, 11, e);
429     if ( e < fMinECut || digit->GetTimeR() > fTimeCut ) 
430       digitsC->Remove(digit);
431     else    
432       ehs += e;
433   } 
434   AliDebug(1,Form("MakeClusters: Number of digits %d  -> (e %f), ehs %d\n",
435                   fDigitsArr->GetEntries(),fMinECut,ehs));
436
437   nextdigitC.Reset();
438
439   while ( (digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>(nextdigitC())) ) { // scan over the list of digitsC
440     TArrayI clusterECAdigitslist(fDigitsArr->GetEntries());
441
442     if(fGeom->CheckAbsCellId(digit->GetId()) && (Calibrate(digit->GetAmp(), digit->GetId()) > fECAClusteringThreshold  ) ){
443       // start a new Tower RecPoint
444       if(fNumberOfECAClusters >= fRecPoints->GetSize()) fRecPoints->Expand(2*fNumberOfECAClusters+1) ;
445       AliEMCALRecPoint *recPoint = new  AliEMCALRecPoint("") ; 
446       fRecPoints->AddAt(recPoint, fNumberOfECAClusters) ;
447       recPoint = dynamic_cast<AliEMCALRecPoint *>(fRecPoints->At(fNumberOfECAClusters)) ; 
448       fNumberOfECAClusters++ ; 
449
450       recPoint->SetClusterType(AliESDCaloCluster::kEMCALClusterv1);
451
452       recPoint->AddDigit(*digit, Calibrate(digit->GetAmp(), digit->GetId())) ; 
453       TObjArray clusterDigits;
454       clusterDigits.AddLast(digit);     
455       digitsC->Remove(digit) ; 
456
457       AliDebug(1,Form("MakeClusters: OK id = %d, ene = %f , cell.th. = %f \n", digit->GetId(),
458       Calibrate(digit->GetAmp(),digit->GetId()), fECAClusteringThreshold));  
459       
460       // Grow cluster by finding neighbours
461       TIter nextClusterDigit(&clusterDigits);
462       while ( (digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit*>(nextClusterDigit())) ) { // scan over digits in cluster 
463         TIter nextdigitN(digitsC); 
464         AliEMCALDigit *digitN = 0; // digi neighbor
465         while ( (digitN = (AliEMCALDigit *)nextdigitN()) ) { // scan over all digits to look for neighbours
466           if (AreNeighbours(digit, digitN)==1) {      // call (digit,digitN) in THAT oder !!!!! 
467             recPoint->AddDigit(*digitN, Calibrate(digitN->GetAmp(),digitN->GetId()) ) ;
468             clusterDigits.AddLast(digitN) ; 
469             digitsC->Remove(digitN) ; 
470           } // if(ineb==1)
471         } // scan over digits
472       } // scan over digits already in cluster
473       if(recPoint)
474         AliDebug(2,Form("MakeClusters: %d digitd, energy %f \n", clusterDigits.GetEntries(), recPoint->GetEnergy())); 
475     } // If seed found
476   } // while digit 
477
478   delete digitsC ;
479
480   AliDebug(1,Form("total no of clusters %d from %d digits",fNumberOfECAClusters,fDigitsArr->GetEntriesFast())); 
481 }
482
483 //____________________________________________________________________________
484 void AliEMCALClusterizerv1::MakeUnfolding()
485 {
486   // Unfolds clusters using the shape of an ElectroMagnetic shower
487   // Performs unfolding of all clusters
488
489   if(fNumberOfECAClusters > 0){
490     if (fGeom==0)
491       AliFatal("Did not get geometry from EMCALLoader") ;
492     Int_t nModulesToUnfold = fGeom->GetNCells();
493
494     Int_t numberofNotUnfolded = fNumberOfECAClusters ;
495     Int_t index ;
496     for(index = 0 ; index < numberofNotUnfolded ; index++){
497
498       AliEMCALRecPoint * RecPoint = dynamic_cast<AliEMCALRecPoint *>( fRecPoints->At(index) ) ;
499
500       TVector3 gpos;
501       Int_t absId;
502       RecPoint->GetGlobalPosition(gpos);
503       fGeom->GetAbsCellIdFromEtaPhi(gpos.Eta(),gpos.Phi(),absId);
504       if(absId > nModulesToUnfold)
505         break ;
506
507       Int_t nMultipl = RecPoint->GetMultiplicity() ;
508       AliEMCALDigit ** maxAt = new AliEMCALDigit*[nMultipl] ;
509       Float_t * maxAtEnergy = new Float_t[nMultipl] ;
510       Int_t nMax = RecPoint->GetNumberOfLocalMax(maxAt, maxAtEnergy,fECALocMaxCut,fDigitsArr) ;
511
512       if( nMax > 1 ) {     // if cluster is very flat (no pronounced maximum) then nMax = 0
513         UnfoldCluster(RecPoint, nMax, maxAt, maxAtEnergy) ;
514         fRecPoints->Remove(RecPoint);
515         fRecPoints->Compress() ;
516         index-- ;
517         fNumberOfECAClusters-- ;
518         numberofNotUnfolded-- ;
519       }
520       else{
521         RecPoint->SetNExMax(1) ; //Only one local maximum
522       }
523
524       delete[] maxAt ;
525       delete[] maxAtEnergy ;
526     }
527   }
528   // End of Unfolding of clusters
529 }
530
531 //____________________________________________________________________________
532 Double_t  AliEMCALClusterizerv1::ShowerShape(Double_t x, Double_t y)
533
534   // Shape of the shower
535   // If you change this function, change also the gradient evaluation in ChiSquare()
536
537   Double_t r = sqrt(x*x+y*y);
538   Double_t r133  = TMath::Power(r, 1.33) ;
539   Double_t r669  = TMath::Power(r, 6.69) ;
540   Double_t shape = TMath::Exp( -r133 * (1. / (1.57 + 0.0860 * r133) - 0.55 / (1 + 0.000563 * r669) ) ) ;
541   return shape ;
542 }
543
544 //____________________________________________________________________________
545 void  AliEMCALClusterizerv1::UnfoldCluster(AliEMCALRecPoint * iniTower, 
546                                            Int_t nMax, 
547                                            AliEMCALDigit ** maxAt, 
548                                            Float_t * maxAtEnergy)
549 {
550   // Performs the unfolding of a cluster with nMax overlapping showers 
551   Int_t nPar = 3 * nMax ;
552   Float_t * fitparameters = new Float_t[nPar] ;
553
554   if (fGeom==0)
555     AliFatal("Did not get geometry from EMCALLoader") ;
556
557   Bool_t rv = FindFit(iniTower, maxAt, maxAtEnergy, nPar, fitparameters) ;
558   if( !rv ) {
559     // Fit failed, return and remove cluster
560     iniTower->SetNExMax(-1) ;
561     delete[] fitparameters ;
562     return ;
563   }
564
565   // create unfolded rec points and fill them with new energy lists
566   // First calculate energy deposited in each sell in accordance with
567   // fit (without fluctuations): efit[]
568   // and later correct this number in acordance with actual energy
569   // deposition
570
571   Int_t nDigits = iniTower->GetMultiplicity() ;
572   Float_t * efit = new Float_t[nDigits] ;
573   Double_t xDigit=0.,yDigit=0.,zDigit=0. ;
574   Float_t xpar=0.,zpar=0.,epar=0.  ;
575
576   AliEMCALDigit * digit = 0 ;
577   Int_t * Digits = iniTower->GetDigitsList() ;
578
579   Int_t iparam ;
580   Int_t iDigit ;
581   for(iDigit = 0 ; iDigit < nDigits ; iDigit ++){
582     digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit*>( fDigitsArr->At(Digits[iDigit] ) ) ;
583     fGeom->RelPosCellInSModule(digit->GetId(), yDigit, xDigit, zDigit);
584     efit[iDigit] = 0;
585
586     iparam = 0 ;
587     while(iparam < nPar ){
588       xpar = fitparameters[iparam] ;
589       zpar = fitparameters[iparam+1] ;
590       epar = fitparameters[iparam+2] ;
591       iparam += 3 ;
592       efit[iDigit] += epar * ShowerShape(xDigit - xpar,zDigit - zpar) ;
593     }
594   }
595
596
597   // Now create new RecPoints and fill energy lists with efit corrected to fluctuations
598   // so that energy deposited in each cell is distributed between new clusters proportionally
599   // to its contribution to efit
600
601   Float_t * Energies = iniTower->GetEnergiesList() ;
602   Float_t ratio ;
603
604   iparam = 0 ;
605   while(iparam < nPar ){
606     xpar = fitparameters[iparam] ;
607     zpar = fitparameters[iparam+1] ;
608     epar = fitparameters[iparam+2] ;
609     iparam += 3 ;
610
611     AliEMCALRecPoint * RecPoint = 0 ;
612
613     if(fNumberOfECAClusters >= fRecPoints->GetSize())
614       fRecPoints->Expand(2*fNumberOfECAClusters) ;
615
616     (*fRecPoints)[fNumberOfECAClusters] = new AliEMCALRecPoint("") ;
617     RecPoint = dynamic_cast<AliEMCALRecPoint *>( fRecPoints->At(fNumberOfECAClusters) ) ;
618     fNumberOfECAClusters++ ;
619     RecPoint->SetNExMax((Int_t)nPar/3) ;
620
621     Float_t eDigit ;
622     for(iDigit = 0 ; iDigit < nDigits ; iDigit ++){
623       digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit*>( fDigitsArr->At( Digits[iDigit] ) ) ;
624       fGeom->RelPosCellInSModule(digit->GetId(), yDigit, xDigit, zDigit);
625
626       ratio = epar * ShowerShape(xDigit - xpar,zDigit - zpar) / efit[iDigit] ;
627       eDigit = Energies[iDigit] * ratio ;
628       RecPoint->AddDigit( *digit, eDigit ) ;
629     }
630   }
631
632   delete[] fitparameters ;
633   delete[] efit ;
634
635 }
636
637 //_____________________________________________________________________________
638 void AliEMCALClusterizerv1::UnfoldingChiSquare(Int_t & nPar, Double_t * Grad,
639                                                Double_t & fret,
640                                                Double_t * x, Int_t iflag)
641 {
642   // Calculates the Chi square for the cluster unfolding minimization
643   // Number of parameters, Gradient, Chi squared, parameters, what to do
644
645   TList * toMinuit = dynamic_cast<TList*>( gMinuit->GetObjectFit() ) ;
646
647   AliEMCALRecPoint * RecPoint = dynamic_cast<AliEMCALRecPoint*>( toMinuit->At(0) )  ;
648   TClonesArray * digits = dynamic_cast<TClonesArray*>( toMinuit->At(1) )  ;
649   // A bit buggy way to get an access to the geometry
650   // To be revised!
651   AliEMCALGeometry *geom = dynamic_cast<AliEMCALGeometry *>(toMinuit->At(2));
652
653   Int_t * Digits     = RecPoint->GetDigitsList() ;
654
655   Int_t nOdigits = RecPoint->GetDigitsMultiplicity() ;
656
657   Float_t * Energies = RecPoint->GetEnergiesList() ;
658
659   fret = 0. ;
660   Int_t iparam ;
661
662   if(iflag == 2)
663     for(iparam = 0 ; iparam < nPar ; iparam++)
664       Grad[iparam] = 0 ; // Will evaluate gradient
665
666   Double_t efit ;
667
668   AliEMCALDigit * digit ;
669   Int_t iDigit ;
670
671   for( iDigit = 0 ; iDigit < nOdigits ; iDigit++) {
672
673     digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit*>( digits->At( Digits[iDigit] ) );
674
675     Double_t xDigit=0 ;
676     Double_t zDigit=0 ;
677     Double_t yDigit=0 ;//not used yet, assumed to be 0
678
679     geom->RelPosCellInSModule(digit->GetId(), yDigit, xDigit, zDigit);
680
681     if(iflag == 2){  // calculate gradient
682       Int_t iParam = 0 ;
683       efit = 0 ;
684       while(iParam < nPar ){
685         Double_t dx = (xDigit - x[iParam]) ;
686         iParam++ ;
687         Double_t dz = (zDigit - x[iParam]) ;
688         iParam++ ;
689         efit += x[iParam] * ShowerShape(dx,dz) ;
690         iParam++ ;
691       }
692       Double_t sum = 2. * (efit - Energies[iDigit]) / Energies[iDigit] ; // Here we assume, that sigma = sqrt(E)
693       iParam = 0 ;
694       while(iParam < nPar ){
695         Double_t xpar = x[iParam] ;
696         Double_t zpar = x[iParam+1] ;
697         Double_t epar = x[iParam+2] ;
698         Double_t dr = TMath::Sqrt( (xDigit - xpar) * (xDigit - xpar) + (zDigit - zpar) * (zDigit - zpar) );
699         Double_t shape = sum * ShowerShape(xDigit - xpar,zDigit - zpar) ;
700         Double_t r133 =  TMath::Power(dr, 1.33);
701         Double_t r669 = TMath::Power(dr,6.69);
702         Double_t deriv =-1.33 * TMath::Power(dr,0.33)*dr * ( 1.57 / ( (1.57 + 0.0860 * r133) * (1.57 + 0.0860 * r133) )
703                                                              - 0.55 / (1 + 0.000563 * r669) / ( (1 + 0.000563 * r669) * (1 + 0.000563 * r669) ) ) ;
704
705         Grad[iParam] += epar * shape * deriv * (xpar - xDigit) ;  // Derivative over x
706         iParam++ ;
707         Grad[iParam] += epar * shape * deriv * (zpar - zDigit) ;  // Derivative over z
708         iParam++ ;
709         Grad[iParam] += shape ;                                  // Derivative over energy
710         iParam++ ;
711       }
712     }
713     efit = 0;
714     iparam = 0 ;
715
716
717     while(iparam < nPar ){
718       Double_t xpar = x[iparam] ;
719       Double_t zpar = x[iparam+1] ;
720       Double_t epar = x[iparam+2] ;
721       iparam += 3 ;
722       efit += epar * ShowerShape(xDigit - xpar,zDigit - zpar) ;
723     }
724
725     fret += (efit-Energies[iDigit])*(efit-Energies[iDigit])/Energies[iDigit] ;
726     // Here we assume, that sigma = sqrt(E) 
727   }
728 }
729 //____________________________________________________________________________
730 void AliEMCALClusterizerv1::Print(Option_t * /*option*/)const
731 {
732   // Print clusterizer parameters
733
734   TString message("\n") ; 
735   
736   if( strcmp(GetName(), "") !=0 ){
737     
738     // Print parameters
739  
740     TString taskName(Version()) ;
741     
742     printf("--------------- "); 
743     printf(taskName.Data()) ; 
744     printf(" "); 
745     printf("Clusterizing digits: "); 
746     printf("\n                       ECA Local Maximum cut    = %f", fECALocMaxCut); 
747     printf("\n                       ECA Logarithmic weight   = %f", fECAW0); 
748     if(fToUnfold)
749       printf("\nUnfolding on\n");
750     else
751       printf("\nUnfolding off\n");
752     
753     printf("------------------------------------------------------------------"); 
754   }
755   else
756     printf("AliEMCALClusterizerv1 not initialized ") ;
757 }
758
759 //____________________________________________________________________________
760 void AliEMCALClusterizerv1::PrintRecPoints(Option_t * option)
761 {
762   // Prints list of RecPoints produced at the current pass of AliEMCALClusterizer
763   if(strstr(option,"deb")) {
764     printf("PrintRecPoints: Clusterization result:") ; 
765   
766     printf("           Found %d ECA Rec Points\n ", 
767          fRecPoints->GetEntriesFast()) ; 
768   }
769
770   if(strstr(option,"all")) {
771     if(strstr(option,"deb")) {
772       printf("\n-----------------------------------------------------------------------\n") ;
773       printf("Clusters in ECAL section\n") ;
774       printf("Index    Ene(GeV) Multi Module     GX    GY   GZ  lX    lY   lZ   Dispersion Lambda 1   Lambda 2  # of prim  Primaries list\n") ;
775     }
776    Int_t index =0;
777    Float_t maxE=0; 
778    Float_t maxL1=0; 
779    Float_t maxL2=0; 
780    Float_t maxDis=0; 
781
782    //JLK
783    //AliEMCALHistoUtilities::FillH1(fHists, 12, double(fRecPoints->GetEntries()));
784
785     for (index = 0 ; index < fRecPoints->GetEntries() ; index++) {
786       AliEMCALRecPoint * rp = dynamic_cast<AliEMCALRecPoint * >(fRecPoints->At(index)) ; 
787       TVector3  globalpos;  
788       //rp->GetGlobalPosition(globalpos);
789       TVector3  localpos;  
790       rp->GetLocalPosition(localpos);
791       Float_t lambda[2]; 
792       rp->GetElipsAxis(lambda);
793       Int_t * primaries; 
794       Int_t nprimaries;
795       primaries = rp->GetPrimaries(nprimaries);
796       if(strstr(option,"deb")) 
797       printf("\n%6d  %8.4f  %3d     %4.1f    %4.1f %4.1f  %4.1f %4.1f %4.1f    %4.1f   %4f  %4f    %2d     : ", 
798              rp->GetIndexInList(), rp->GetEnergy(), rp->GetMultiplicity(),
799              globalpos.X(), globalpos.Y(), globalpos.Z(), localpos.X(), localpos.Y(), localpos.Z(), 
800              rp->GetDispersion(), lambda[0], lambda[1], nprimaries) ; 
801   /////////////
802       if(rp->GetEnergy()>maxE){
803               maxE=rp->GetEnergy();
804               maxL1=lambda[0];
805               maxL2=lambda[1];
806               maxDis=rp->GetDispersion();
807       }
808       //JLK
809       //fPointE->Fill(rp->GetEnergy());
810       //fPointL1->Fill(lambda[0]);
811       //fPointL2->Fill(lambda[1]);
812       //fPointDis->Fill(rp->GetDispersion());
813       //fPointMult->Fill(rp->GetMultiplicity());
814       ///////////// 
815       if(strstr(option,"deb")){ 
816         for (Int_t iprimary=0; iprimary<nprimaries; iprimary++) {
817           printf("%d ", primaries[iprimary] ) ; 
818         }
819       }
820     }
821
822     //JLK
823     //      fMaxE->Fill(maxE);
824     //  fMaxL1->Fill(maxL1);
825     //  fMaxL2->Fill(maxL2);
826     //  fMaxDis->Fill(maxDis);
827
828     if(strstr(option,"deb"))
829     printf("\n-----------------------------------------------------------------------\n");
830   }
831 }
832
833 /*
834 TList* AliEMCALClusterizerv1::BookHists()
835 {
836   //set up histograms for monitoring clusterizer performance
837
838   gROOT->cd();
839
840         fPointE = new TH1F("00_pointE","point energy", 2000, 0.0, 150.);
841         fPointL1 = new TH1F("01_pointL1","point L1", 1000, 0.0, 3.);
842         fPointL2 = new TH1F("02_pointL2","point L2", 1000, 0.0, 3.);
843         fPointDis = new TH1F("03_pointDisp","point dispersion", 1000, 0.0, 10.);
844         fPointMult = new TH1F("04_pointMult","#cell in point(cluster)", 101, -0.5, 100.5);
845         fDigitAmp = new TH1F("05_digitAmp","Digit Amplitude", 2000, 0.0, 5000.);
846         fMaxE = new TH1F("06_maxE","Max point energy", 2000, 0.0, 150.);
847         fMaxL1 = new TH1F("07_maxL1","Largest (first) of eigenvalue of covariance matrix", 1000, 0.0, 3.);
848         fMaxL2 = new TH1F("08_maxL2","Smalest (second) of eigenvalue of covariace matrix", 1000, 0.0, 3.);
849         fMaxDis = new TH1F("09_maxDis","Point dispersion", 1000, 0.0, 10.); // 9
850         //
851         new TH1F("10_adcOfDigits","adc of digits(threshold control)", 1001, -0.5, 1000.5);   // 10
852         new TH1F("11_energyOfDigits","energy of digits(threshold control)", 1000, 0.0, 1.);  // 11
853         new TH1F("12_numberOfPoints","number of points(clusters)", 101, -0.5, 100.5);        // 12
854
855   return AliEMCALHistoUtilities::MoveHistsToList("EmcalClusterizerv1ControlHists", kFALSE);
856 }
857
858 void AliEMCALClusterizerv1::SaveHists(const char *fn)
859 {
860   AliEMCALHistoUtilities::SaveListOfHists(fHists, fn, kTRUE);
861 }
862 */
863
864 //___________________________________________________________________
865 void  AliEMCALClusterizerv1::PrintRecoInfo()
866 {
867   printf(" AliEMCALClusterizerv1::PrintRecoInfo() : version %s \n", Version() );
868   //JLK
869   //TH1F *h = (TH1F*)fHists->At(12);
870   //if(h) {
871   //  printf(" ## Multiplicity of RecPoints ## \n");
872   //  for(int i=1; i<=h->GetNbinsX(); i++) {
873   //    int nbin = int((*h)[i]);
874   //    int mult = int(h->GetBinCenter(i));
875   //    if(nbin > 0) printf(" %i : %5.5i %6.3f %% \n", mult, nbin, 100.*nbin/h->GetEntries()); 
876   //  }    
877   // }
878
879 }
880
881 /*
882 //___________________________________________________________________
883 void AliEMCALClusterizerv1::DrawLambdasHists()
884 {
885   if(fMaxL1) {
886     fMaxL1->Draw();
887     if(fMaxL2) fMaxL2->Draw("same");
888     if(fMaxDis) {
889       fMaxDis->Draw("same");
890     }
891   }
892 }
893 */