Include of TMath moved from .cxx to .h
[u/mrichter/AliRoot.git] / EMCAL / AliEMCALTracker.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 //                       Class AliEMCALTracker 
17 //                      -----------------------
18 // Implementation of the track matching method between barrel tracks and
19 // EMCAL clusters.
20 // Besides algorithm implementation, some cuts are required to be set
21 // in order to define, for each track, an acceptance window where clusters
22 // are searched to find best match (if any).
23 // The class accepts as input an ESD container, and works directly on it,
24 // simply setting, for each of its tracks, the fEMCALindex flag, for each
25 // track which is matched to a cluster.
26 // In order to use method, one must launch PropagateBack().
27 //
28 // ------------------------------------------------------------------------
29 // author: A. Pulvirenti (alberto.pulvirenti@ct.infn.it)
30 //=========================================================================
31
32 #include <Riostream.h>
33 #include <iomanip>
34
35 #include <TFile.h>
36 #include <TTree.h>
37 #include <TList.h>
38 #include <TString.h>
39 #include <TVector3.h>
40 #include <TClonesArray.h>
41 #include <TGeoMatrix.h>
42
43 #include "AliLog.h"
44 #include "AliESD.h"
45 #include "AliESDtrack.h"
46 #include "AliKalmanTrack.h"
47 #include "AliEMCALRecPoint.h"
48 #include "AliRunLoader.h"
49 #include "AliEMCALTrack.h"
50 #include "AliEMCALLoader.h"
51 #include "AliEMCALGeometry.h"
52
53 #include "AliEMCALTracker.h"
54
55 ClassImp(AliEMCALTracker)
56 //
57 //------------------------------------------------------------------------------
58 //
59 AliEMCALTracker::AliEMCALTracker() 
60   : AliTracker(),
61     fNPropSteps(0),
62     fTrackCorrMode(kTrackCorrNone),
63     fCutX(50.0),
64     fCutY(50.0),
65     fCutZ(50.0),
66     fCutAlphaMin(-200.0),
67     fCutAlphaMax(200.0),
68     fCutAngle(100.0),
69     fMaxDist(100.0),
70     fRho(1.0),
71     fX0(1.0),
72     fTracks(0),
73     fClusters(0),
74     fMatches(0),
75     fGeom(0)
76 {
77         //
78         // Default constructor.
79         // Initializes al simple data members to default values,
80         // and all collections to NULL.
81         // Output file name is set to a default value.
82         //
83 }
84 //
85 //------------------------------------------------------------------------------
86 //
87 AliEMCALTracker::AliEMCALTracker(const AliEMCALTracker& copy) 
88   : AliTracker(),
89     fNPropSteps(copy.fNPropSteps),
90     fTrackCorrMode(copy.fTrackCorrMode),
91     fCutX(copy.fCutX),
92     fCutY(copy.fCutY),
93     fCutZ(copy.fCutZ),
94     fCutAlphaMin(copy.fCutAlphaMin),
95     fCutAlphaMax(copy.fCutAlphaMax),
96     fCutAngle(copy.fCutAngle),
97     fMaxDist(copy.fMaxDist),
98     fRho(copy.fRho),
99     fX0(copy.fX0),
100     fTracks((TObjArray*)copy.fTracks->Clone()),
101     fClusters((TObjArray*)copy.fClusters->Clone()),
102     fMatches((TList*)copy.fMatches->Clone()),
103     fGeom(copy.fGeom)
104 {
105         //
106         // Copy constructor
107         // Besides copying all parameters, duplicates all collections.
108         //
109 }
110 //
111 //------------------------------------------------------------------------------
112 //
113 AliEMCALTracker& AliEMCALTracker::operator=(const AliEMCALTracker& copy)
114 {
115         //
116         // Assignment operator.
117         // Besides copying all parameters, duplicates all collections.  
118         //
119         
120         fCutX = copy.fCutX;
121         fCutY = copy.fCutY;
122         fCutZ = copy.fCutZ;
123         fCutAlphaMin = copy.fCutAlphaMin;
124         fCutAlphaMax = copy.fCutAlphaMax;
125         fCutAngle = copy.fCutAngle;
126         fMaxDist = copy.fMaxDist;
127         
128         fTracks = (TObjArray*)copy.fTracks->Clone();
129         fClusters = (TObjArray*)copy.fClusters->Clone();
130         fMatches = (TList*)copy.fMatches->Clone();
131         
132         fGeom = copy.fGeom;
133         
134         return (*this);
135 }
136 //
137 //------------------------------------------------------------------------------
138 //
139 TTree* AliEMCALTracker::SearchTrueMatches()
140 {
141         if (!fClusters) return 0;
142         if (fClusters->IsEmpty()) return 0;
143         if (!fTracks) return 0;
144         if (fTracks->IsEmpty()) return 0;
145         
146         TTree *outTree = new TTree("tree", "True matches from event");
147         Int_t indexT, indexC, label;
148         outTree->Branch("indexC", &indexC, "indexC/I");
149         outTree->Branch("indexT", &indexT, "indexT/I");
150         outTree->Branch("label",  &label , "label/I");
151         
152         Double_t dist;
153         Int_t ic, nClusters = (Int_t)fClusters->GetEntries();
154         Int_t it, nTracks = fTracks->GetEntries();
155         
156         for (ic = 0; ic < nClusters; ic++) {
157                 AliEMCALMatchCluster *cluster = (AliEMCALMatchCluster*)fClusters->At(ic);
158                 label = cluster->Label();
159                 indexC = cluster->Index();
160                 for (it = 0; it < nTracks; it++) {
161                         AliEMCALTrack *track = (AliEMCALTrack*)fTracks->At(it);
162                         if (TMath::Abs(track->GetSeedLabel()) != label) continue;
163                         dist = CheckPair(track, cluster);
164                         if (dist <= fMaxDist) {
165                                 indexT = track->GetSeedIndex();
166                                 outTree->Fill();
167                         }
168                 }
169         }
170         
171         return outTree;
172 }
173 //
174 //------------------------------------------------------------------------------
175 //
176 void AliEMCALTracker::Clear(Option_t* option)
177 {
178         //
179         // Clearing method
180         // Clears all specified arrays and the containers themselves.
181         //
182
183         TString opt(option);
184         Bool_t doDelete = opt.Contains("DELETE");
185         Bool_t clearTracks = opt.Contains("TRACKS");
186         Bool_t clearClusters = opt.Contains("CLUSTERS");
187         Bool_t clearMatches = opt.Contains("MATCHES");
188         if (opt.Contains("ALL")) {
189                 clearTracks = kTRUE;
190                 clearClusters = kTRUE;
191                 clearMatches = kTRUE;
192         }
193         
194         if (fTracks != 0x0 && clearTracks) {
195                 if (!doDelete) {
196                         fTracks->Clear();
197                 }
198                 else {
199                         if (!fTracks->IsEmpty()) fTracks->Delete();
200                         delete fTracks;
201                         fTracks = 0;
202                 }
203         }
204         if (fClusters != 0x0 && clearClusters) {
205                 if (!doDelete) {
206                         fClusters->Clear();
207                 }
208                 else {
209                         if (!fClusters->IsEmpty()) fClusters->Delete();
210                         delete fClusters;
211                         fClusters = 0;
212                 }
213         }
214         if (fMatches != 0x0 && clearMatches) {
215                 if (!doDelete) {
216                         fMatches->Clear();
217                 }
218                 else {
219                         if (!fMatches->IsEmpty()) fMatches->Delete();
220                         delete fMatches;
221                         fMatches = 0;
222                 }
223         }
224 }
225 //
226 //------------------------------------------------------------------------------
227 //
228 Int_t AliEMCALTracker::LoadClusters(TTree *cTree) 
229 {
230         //
231         // Load EMCAL clusters in the form of AliEMCALRecPoint,
232         // from simulation temporary files.
233         // (When included in reconstruction chain, this method is used automatically)
234         //
235         
236         Clear("CLUSTERS");
237
238         TBranch *branch = cTree->GetBranch("EMCALECARP");
239         if (!branch) {
240                 AliError("Can't get the branch with the EMCAL clusters");
241                 return 1;
242         }
243         
244         TClonesArray dummy("AliEMCALRecPoint", 10000);
245         TClonesArray *clusters = &dummy;
246         branch->SetAddress(&clusters);
247         Int_t nClusters = (Int_t)clusters->GetEntries();
248         
249         cTree->GetEvent(0);
250         fClusters = new TObjArray(0);
251         for (Int_t i = 0; i < nClusters; i++) {
252                 AliEMCALRecPoint *cluster = (AliEMCALRecPoint*)clusters->At(i);
253                 if (!cluster) continue;
254                 if (cluster->GetClusterType() != AliESDCaloCluster::kClusterv1) continue;
255                 AliEMCALMatchCluster *matchCluster = new AliEMCALMatchCluster(i, cluster);
256                 fClusters->AddLast(matchCluster);
257         }
258         if (fClusters->IsEmpty()) {
259                 AliError("No clusters collected");
260                 return 1;
261         }
262         
263         AliInfo(Form("Collected %d clusters", fClusters->GetEntries()));
264
265         return 0;
266 }
267 //
268 //------------------------------------------------------------------------------
269 //
270 Int_t AliEMCALTracker::LoadClusters(AliESD *esd) 
271 {
272         //
273         // Load EMCAL clusters in the form of AliESDCaloClusters,
274         // from an AliESD object.
275         //
276
277         // make sure that tracks/clusters collections are empty
278         Clear("CLUSTERS");
279         
280         Int_t start = esd->GetFirstEMCALCluster();
281         Int_t nClustersEMC = esd->GetNumberOfEMCALClusters();
282         Int_t end = start + nClustersEMC;
283         
284         fClusters = new TObjArray(0);
285                 
286         Int_t i;
287         for (i = start; i < end; i++) {
288                 AliESDCaloCluster *cluster = esd->GetCaloCluster(i);
289                 if (!cluster) continue;
290                 if (cluster->GetClusterType() != AliESDCaloCluster::kClusterv1) continue;
291                 AliEMCALMatchCluster *matchCluster = new AliEMCALMatchCluster(i, cluster);
292                 fClusters->AddLast(matchCluster);
293         }
294         if (fClusters->IsEmpty()) {
295                 AliError("No clusters collected");
296                 return 1;
297         }
298         
299         AliInfo(Form("Collected %d clusters", fClusters->GetEntries()));
300
301         return 0;
302 }
303 //
304 //------------------------------------------------------------------------------
305 //
306 Int_t AliEMCALTracker::LoadTracks(AliESD *esd)
307 {
308         //
309         // Load ESD tracks.
310         //
311         
312         Clear("TRACKS");
313         
314         Int_t nTracks = esd->GetNumberOfTracks();
315         fTracks = new TObjArray(0);
316         
317         Int_t i, j;
318         Bool_t isKink;
319         Double_t alpha; 
320         for (i = 0; i < nTracks; i++) {
321                 AliESDtrack *esdTrack = esd->GetTrack(i);
322                 // set by default the value corresponding to "no match"
323                 esdTrack->SetEMCALcluster(kUnmatched);
324 //              if (esdTrack->GetLabel() < 0) continue;
325 //              if (!(esdTrack->GetStatus() & AliESDtrack::kTOFout)) continue;
326                 isKink = kFALSE;
327                 for (j = 0; j < 3; j++) {
328                         if (esdTrack->GetKinkIndex(j) != 0) isKink = kTRUE;
329                 }
330                 if (isKink) continue;
331                 AliEMCALTrack *track = new AliEMCALTrack(*esdTrack);
332                 track->SetMass(0.13957018);
333                 // check alpha and reject the tracks which fall outside EMCAL acceptance
334                 alpha = track->GetAlpha() * TMath::RadToDeg();
335                 if (alpha >  -155.0 && alpha < 67.0) {
336                         delete track;
337                         continue;
338                 }
339 //              if (!PropagateToEMCAL(track)) {
340 //                      delete track;
341 //                      continue;
342 //              }
343                 track->SetSeedIndex(i);
344                 track->SetSeedLabel(esdTrack->GetLabel());
345                 fTracks->AddLast(track);
346         }
347         if (fTracks->IsEmpty()) {
348                 AliError("No tracks collected");
349                 return 1;
350         }
351         
352         AliInfo(Form("Collected %d tracks", fTracks->GetEntries()));
353
354         return 0;
355 }
356 //
357 //------------------------------------------------------------------------------
358 //
359 Int_t AliEMCALTracker::PropagateBack(AliESD* esd)
360 {
361         //
362         // Main operation method.
363         // Gets external AliESD containing tracks to be matched.
364         // After executing match finding, stores in the same ESD object all infos
365         // and releases the object for further reconstruction steps.
366         //
367         
368         if (!esd) {
369                 AliError("NULL ESD passed");
370                 return 1;
371         }
372         
373         // step 1: 
374         // if cluster array is empty, cluster are collected
375         // from the passed ESD, and work is done with ESDCaloClusters
376         Int_t okLoadClusters, nClusters;
377         if (!fClusters || (fClusters && fClusters->IsEmpty())) {
378                 okLoadClusters = LoadClusters(esd);
379                 if (okLoadClusters) return 2;
380         }
381         nClusters = fClusters->GetEntries();
382         
383         // step 2:
384         // collect ESD tracks
385         Int_t okLoadTracks = LoadTracks(esd), nTracks;
386         if (okLoadTracks) return 3;
387         nTracks = fTracks->GetEntries();
388         
389         // step 3:
390         // each track is propagated to the "R" position of each cluster.
391         // The closest cluster is assigned as match.
392         // IF no clusters lie within the maximum allowed distance, no matches are assigned.
393         Int_t nMatches = CreateMatches();
394         if (!nMatches) {
395                 AliInfo(Form("#clusters = %d -- #tracks = %d --> No good matches found.", nClusters, nTracks));
396                 return 4;
397         }
398         else {
399                 AliInfo(Form("#clusters = %d -- #tracks = %d --> Found %d matches.", nClusters, nTracks, nMatches));
400         }
401         
402         // step 4:
403         // when more than 1 track share the same matched cluster, only the closest one is kept.
404         Int_t nRemoved = SolveCompetitions();
405         AliInfo(Form("Removed %d duplicate matches", nRemoved));
406         if (nRemoved >= nMatches) {
407                 AliError("Removed ALL matches! Check the algorithm or data. Nothing to save");
408                 return 5;
409         }
410         
411         // step 5:
412         // save obtained information setting the 'fEMCALindex' field of AliESDtrack object
413         Int_t nSaved = 0, trackID, nGood = 0, nFake = 0;
414         TListIter iter(fMatches);
415         AliEMCALMatch *match = 0;
416         while ( (match = (AliEMCALMatch*)iter.Next()) ) {
417                 if (!match->CanBeSaved()) continue;
418                 AliEMCALTrack *track = (AliEMCALTrack*)fTracks->At(match->GetIndexT());
419                 AliEMCALMatchCluster *cluster = (AliEMCALMatchCluster*)fClusters->At(match->GetIndexC());
420                 trackID = track->GetSeedIndex();
421                 AliESDtrack *esdTrack = esd->GetTrack(trackID);
422                 if (!esdTrack) continue;
423                 if (TMath::Abs(esdTrack->GetLabel()) == cluster->Label()) {
424                         esdTrack->SetEMCALcluster(cluster->Index());
425                         nGood++;
426                 }
427                 else {
428                         esdTrack->SetEMCALcluster(-cluster->Index());
429                         nFake++;
430                 }
431                 nSaved++;
432         }
433         /*
434         AliEMCALTrack *track = 0;
435         TObjArrayIter tracks(fTracks);
436         while ( (track = (AliEMCALTrack*)tracks.Next()) ) {
437                 trackID = track->GetSeedIndex();
438                 clusterID = track->GetMatchedClusterIndex();
439                 AliESDtrack *esdTrack = esd->GetTrack(trackID);
440                 if (!esdTrack) continue;
441                 if (clusterID < 0) {
442                         esdTrack->SetEMCALcluster(kUnmatched);
443                 }
444                 else {
445                         AliEMCALMatchCluster *cluster = (AliEMCALMatchCluster*)fClusters->At(clusterID);
446                         if (!cluster) continue;
447                         if (esdTrack->GetLabel() == cluster->Label()) {
448                                 nGood++;
449                                 esdTrack->SetEMCALcluster(cluster->Index());
450                         }
451                         else {
452                                 esdTrack->SetEMCALcluster(-cluster->Index());
453                         }
454                         nSaved++;
455                 }
456         }
457         */
458         AliInfo(Form("Saved %d matches [%d good + %d fake]", nSaved, nGood, nFake));
459
460         return 0;
461 }
462 //
463 //------------------------------------------------------------------------------
464 //
465 void AliEMCALTracker::SetTrackCorrectionMode(Option_t *option)
466 {
467         //
468         // Set track correction mode
469         // gest the choice in string format and converts into 
470         // internal enum
471         //
472         
473         TString opt(option);
474         opt.ToUpper();
475         
476         if (!opt.CompareTo("NONE")) {
477                 fTrackCorrMode = kTrackCorrNone;
478         }
479         else if (!opt.CompareTo("MMB")) {
480                 fTrackCorrMode = kTrackCorrMMB;
481         }
482         else if (!opt.CompareTo("FIXED")) {
483                 fTrackCorrMode = kTrackCorrFixed;
484         }
485         else {
486                 cerr << "E-AliEMCALTracker::SetTrackCorrectionMode '" << option << "': Unrecognized option" << endl;
487         }
488 }
489
490 //
491 //------------------------------------------------------------------------------
492 //
493 Double_t AliEMCALTracker::AngleDiff(Double_t angle1, Double_t angle2)
494 {
495         // 
496         // [PRIVATE]
497         // Given two angles in radiants, it converts them in the range 0-2pi
498         // then computes their true difference, i.e. if the difference a1-a2
499         // results to be larger than 180 degrees, it returns 360 - diff.
500         //
501         
502         if (angle1 < 0.0) angle1 += TMath::TwoPi();
503         if (angle1 > TMath::TwoPi()) angle1 -= TMath::TwoPi();
504         if (angle2 < 0.0) angle2 += TMath::TwoPi();
505         if (angle2 > TMath::TwoPi()) angle2 -= TMath::TwoPi();
506         
507         Double_t diff = TMath::Abs(angle1 - angle2);
508         if (diff > TMath::Pi()) diff = TMath::TwoPi() - diff;
509         
510         if (angle2 > angle1) diff = -diff;
511         
512         return diff;
513 }
514 //
515 //------------------------------------------------------------------------------
516 //
517 Double_t AliEMCALTracker::CheckPair
518 (AliEMCALTrack *track, AliEMCALMatchCluster *cl)
519 {
520         //
521         // Given a track and a cluster,
522         // propagates the first to the radius of the second.
523         // Then, checks the propagation point against all cuts.
524         // If at least a cut is not passed, a valuer equal to 
525         // twice the maximum allowed distance is passed (so the value returned
526         // will not be taken into account when creating matches)
527         //
528         
529         // TEMP
530         Bool_t isTrue = kFALSE;
531 //      if (tr->GetSeedLabel() == cl->Label()) {
532 //              isTrue = kTRUE;
533 //      }
534         
535         // copy track into temporary variable
536         AliEMCALTrack *tr = new AliEMCALTrack(*track);
537         
538         Double_t distance = 2.0 * fMaxDist;
539         
540         // check against cut on difference 'alpha - phi'
541         Double_t phi = TMath::ATan2(cl->Y(), cl->X());
542         phi = AngleDiff(phi, tr->GetAlpha());
543         if (phi < fCutAlphaMin || phi > fCutAlphaMax) return distance;
544         
545         // try to propagate to cluster radius
546         // (return the 'distance' value if it fails)
547         Double_t pos[3], &x = pos[0], &y = pos[1], &z = pos[2];
548         Double_t x0, rho;
549         tr->GetXYZ(pos);
550         Double_t rt = TMath::Sqrt(x*x + y*y);
551         Double_t rc = TMath::Sqrt(cl->X()*cl->X() + cl->Y()*cl->Y());
552         
553         if (fTrackCorrMode == kTrackCorrMMB) {
554                 Double_t pos1[3], pos2[3], param[6];
555                 pos1[0] = x;
556                 pos1[1] = y;
557                 pos1[2] = z;
558                 pos2[0] = cl->X();
559                 pos2[1] = cl->Y();
560                 pos2[2] = cl->Z();
561                 AliKalmanTrack::MeanMaterialBudget(pos1, pos2, param);
562                 rho = param[0];
563                 x0 = param[1];
564         }
565         else if (fTrackCorrMode == kTrackCorrFixed) {
566                 rho = fRho;
567                 x0 = fX0;
568         }
569         else {
570                 rho = 0.0;
571                 x0 = 0.0;
572         }
573         if (fNPropSteps) {
574                 Int_t i;
575                 Double_t r;
576                 cout.setf(ios::fixed);
577                 cout.precision(5);
578                 if (isTrue) cout << "Init : " << rt << ' ' << x << ' ' << y << ' ' << z << endl;
579                 for (i = 0; i < fNPropSteps; i++) {
580                         r = rt + (rc - rt) * ((Double_t)(i+1)/(Double_t)fNPropSteps);
581                         if (!tr->PropagateTo(r, x0, rho)) return distance;
582                         tr->GetXYZ(pos);
583                         if (isTrue) cout << "Step : " << r << ' ' << x << ' ' << y << ' ' << z << endl;
584                 }
585                 if (isTrue) cout << "Clstr: " << rc << ' ' << cl->X() << ' ' << cl->Y() << ' ' << cl->Z() << endl;
586         }
587         else {
588                 // when no steps are used, no correction makes sense
589                 //if (!tr->PropagateTo(rc, 0.0, 0.0)) return distance;
590                 if (!tr->PropagateToGlobal(cl->X(), cl->Y(), cl->Z(), 0.0, 0.0)) return distance;
591                 /*
592                 Bool_t propOK = kFALSE;
593                 cout << "START" << endl;
594                 Double_t dist, rCHK, bestDist = 10000000.0;
595                 for (Double_t rTMP = rc; rTMP> rc*0.95; rTMP -= 0.1) {
596                         if (!tr->PropagateTo(rTMP)) continue;
597                         propOK = kTRUE;
598                         tr->GetXYZ(pos);
599                         rCHK = TMath::Sqrt(x*x + y*y);
600                         dist = TMath::Abs(rCHK - rc);
601                         cout << rCHK << " vs. " << rc << endl;
602                         
603                         if (TMath::Abs(rCHK - rc) < 0.01) break;
604                 }
605                 cout << "STOP" << endl;
606                 if (!propOK) return distance;
607                 */
608         }
609         
610         // get global propagation of track at end of propagation
611         tr->GetXYZ(pos);
612         
613         // check angle cut
614         TVector3 vc(cl->X(), cl->Y(), cl->Z());
615         TVector3 vt(x, y, z);
616         Double_t angle = TMath::Abs(vc.Angle(vt)) * TMath::RadToDeg();
617         // check: where is the track?
618         Double_t r, phiT, phiC;
619         r = TMath::Sqrt(pos[0]*pos[0] + pos[1]*pos[1]);
620         phiT = TMath::ATan2(pos[1], pos[0]) * TMath::RadToDeg();
621         phiC = vc.Phi() * TMath::RadToDeg();
622         //cout << "Propagated R, phiT, phiC = " << r << ' ' << phiT << ' ' << phiC << endl;
623         
624         if (angle > fCutAngle) {
625                 //cout << "angle" << endl;
626                 return distance;
627         }
628                 
629         // compute differences wr to each coordinate
630         x -= cl->X();
631         if (TMath::Abs(x) > fCutX) {
632                 //cout << "cut X" << endl;
633                 return distance;
634         }
635         y -= cl->Y();
636         if (TMath::Abs(y) > fCutY) {
637                 //cout << "cut Y" << endl;
638                 return distance;
639         }
640         z -= cl->Z();
641         if (TMath::Abs(z) > fCutZ) {
642                 //cout << "cut Z" << endl;
643                 return distance;
644         }
645         
646         // compute true distance
647         distance = TMath::Sqrt(x*x + y*y + z*z);
648         //Double_t temp = CheckPairV2(tr, cl);
649         //if (temp < distance) return temp; else 
650         
651         // delete temporary object
652         delete tr;
653         
654         return distance;
655 }
656 //
657 //------------------------------------------------------------------------------
658 //
659 Double_t AliEMCALTracker::CheckPairV2
660 (AliEMCALTrack *tr, AliEMCALMatchCluster *cl)
661 {
662         //
663         // Given a track and a cluster,
664         // propagates the first to the radius of the second.
665         // Then, checks the propagation point against all cuts.
666         // If at least a cut is not passed, a valuer equal to 
667         // twice the maximum allowed distance is passed (so the value returned
668         // will not be taken into account when creating matches)
669         //
670         
671         // TEMP
672 //      Bool_t isTrue = kFALSE;
673 //      if (tr->GetSeedLabel() == cl->Label()) {
674 //              isTrue = kTRUE;
675 //              cout << "TRUE MATCH!!!" << endl;
676 //      }
677         
678         Double_t distance = 2.0 * fMaxDist;
679         
680         Double_t x0, rho;
681         if (fTrackCorrMode == kTrackCorrMMB) {
682                 Double_t pos1[3], pos2[3], param[6];
683                 tr->GetXYZ(pos1);
684 //              pos1[0] = x;
685 //              pos1[1] = y;
686 //              pos1[2] = z;
687                 pos2[0] = cl->X();
688                 pos2[1] = cl->Y();
689                 pos2[2] = cl->Z();
690                 AliKalmanTrack::MeanMaterialBudget(pos1, pos2, param);
691                 rho = param[0];
692                 x0 = param[1];
693         }
694         else if (fTrackCorrMode == kTrackCorrFixed) {
695                 rho = fRho;
696                 x0 = fX0;
697         }
698         else {
699                 rho = 0.0;
700                 x0 = 0.0;
701         }
702         
703         // check against cut on difference 'alpha - phi'
704         Double_t phi = TMath::ATan2(cl->Y(), cl->X());
705         phi = AngleDiff(phi, tr->GetAlpha());
706         if (phi < fCutAlphaMin || phi > fCutAlphaMax) return distance;
707         
708         // get cluster position and put them into a vector
709         TVector3 vc(cl->X(), cl->Y(), cl->Z());
710         // rotate the vector in order to put all clusters on a plane intersecting 
711         // vertically the X axis; the angle depends on the sector
712         Double_t clusterRot, clusterPhi = vc.Phi() * TMath::RadToDeg();
713         if (clusterPhi < 0.0) clusterPhi += 360.0;
714         if (clusterPhi < 100.0) {
715                 clusterRot = -90.0;
716         }
717         else if (clusterPhi < 120.0) {
718                 clusterRot = -110.0;
719         }
720         else if (clusterPhi < 140.0) {
721                 clusterRot = -130.0;
722         }
723         else if (clusterPhi < 160.0) {
724                 clusterRot = -150.0;
725         }
726         else if (clusterPhi < 180.0) {
727                 clusterRot = -170.0;
728         }
729         else {
730                 clusterRot = -190.0;
731         }
732         vc.RotateZ(clusterRot * TMath::DegToRad());
733         // generate a track from the ESD track selected
734         AliEMCALTrack *track = new AliEMCALTrack(*tr);
735         // compute the 'phi' coordinate of the intersection point to 
736         // the EMCAL surface
737         Double_t x = vc.X();
738         Double_t y;
739         track->GetYAt(vc.X(), track->GetBz(), y);
740         Double_t tmp = x*TMath::Cos(track->GetAlpha()) - y*TMath::Sin(track->GetAlpha());
741         y = x*TMath::Sin(track->GetAlpha()) + y*TMath::Cos(track->GetAlpha());
742         x = tmp;
743         Double_t trackPhi = TMath::ATan2(y, x) * TMath::RadToDeg();
744         // compute phi difference
745         Double_t dphi = trackPhi - clusterPhi;
746         if (TMath::Abs(dphi) > 180.0) {
747                 dphi = 360.0 - TMath::Abs(dphi);
748                 if (clusterPhi > trackPhi) dphi = -dphi;
749         }
750         // propagate track to the X position of rotated cluster
751         // and get the vector of X, Y, Z in the local ref. frame of the track
752         track->PropagateTo(vc.X(), x0, rho);
753         TVector3 vt(track->GetX(), track->GetY(), track->GetZ());
754         vt.RotateZ((clusterPhi - trackPhi) * TMath::DegToRad());
755         TVector3 vdiff = vt-vc;
756                 
757         // compute differences wr to each coordinate
758         if (vdiff.X() > fCutX) return distance;
759         if (vdiff.Y() > fCutY) return distance;
760         if (vdiff.Z() > fCutZ) return distance;
761         
762         // compute true distance
763         distance = vdiff.Mag();
764         return distance;
765 }
766 //
767 //------------------------------------------------------------------------------
768 //
769 Double_t AliEMCALTracker::CheckPairV3
770 (AliEMCALTrack *track, AliEMCALMatchCluster *cl)
771 {
772         //
773         // Given a track and a cluster,
774         // propagates the first to the radius of the second.
775         // Then, checks the propagation point against all cuts.
776         // If at least a cut is not passed, a valuer equal to 
777         // twice the maximum allowed distance is passed (so the value returned
778         // will not be taken into account when creating matches)
779         //
780         
781         AliEMCALTrack tr(*track);
782         
783         Int_t    sector;
784         Double_t distance = 2.0 * fMaxDist;
785         Double_t dx, dy, dz;
786         Double_t phi, alpha, slope, tgtXnum, tgtXden, sectorWidth = 20.0 * TMath::DegToRad();
787         Double_t xcurr, xprop, param[6] = {0., 0., 0., 0., 0., 0.}, d, x0, rho, bz;
788         Double_t x[3], x1[3], x2[3];
789         
790         // get initial track position
791         xcurr = tr.GetX();
792         
793         // evaluate the EMCAL sector number
794         phi = cl->Phi();
795         if (phi < 0.0) phi += TMath::TwoPi();
796         sector = (Int_t)(phi / sectorWidth);
797         alpha = ((Double_t)sector + 0.5) * sectorWidth;
798         // evaluate the corresponding X for track propagation
799         slope = TMath::Tan(alpha - 0.5*TMath::Pi());
800         tgtXnum = cl->Y() - slope * cl->X();
801         tgtXden = TMath::Sqrt(1.0 + slope*slope);
802         xprop = TMath::Abs(tgtXnum / tgtXden);
803         
804         // propagate by small steps
805         tr.GetXYZ(x1);
806         bz = tr.GetBz();
807         if (!tr.GetXYZAt(xprop, bz, x2)) return distance;
808         //AliKalmanTrack::MeanMaterialBudget(x1, x2, param);
809         d = param[4];
810         rho = param[0];
811         x0 = param[1];
812         if (!tr.PropagateTo(xprop, d*rho/x0, x0)) return distance;
813         //if (!tr.PropagateTo(xprop, 0.0, 0.0)) return distance;
814         
815         // get propagated position at the end
816         tr.GetXYZ(x);
817         dx = TMath::Abs(x[0] - cl->X());
818         dy = TMath::Abs(x[1] - cl->Y());
819         dz = TMath::Abs(x[2] - cl->Z());
820         if (dx > fCutX || dy > fCutY || dz > fCutZ) return distance;
821         
822         distance = TMath::Sqrt(dx*dx + dy*dy + dz*dz);
823         
824         return distance;
825 }
826 //
827 //------------------------------------------------------------------------------
828 //
829 Bool_t AliEMCALTracker::PropagateToEMCAL(AliEMCALTrack *tr)
830 {
831         //
832         // Propagates the track to the proximity of the EMCAL surface
833         //
834         
835         Double_t xcurr, xtemp, xprop = 438.0, step = 10.0, param[6], d, x0, rho, bz;
836         Double_t x1[3], x2[3];
837         
838         // get initial track position
839         xcurr = tr->GetX();
840         
841         // propagate by small steps
842         for (xtemp = xcurr + step; xtemp < xprop; xtemp += step) {
843                 // to compute material budget, take current position and 
844                 // propagated hypothesis without energy loss
845                 tr->GetXYZ(x1);
846                 bz = tr->GetBz();
847                 if (!tr->GetXYZAt(xtemp, bz, x2)) return kFALSE;
848                 AliKalmanTrack::MeanMaterialBudget(x1, x2, param);
849                 d = param[4];
850                 rho = param[0];
851                 x0 = param[1];
852                 if (!tr->PropagateTo(xtemp, d*rho/x0, x0)) return kFALSE;
853         }
854         
855         return kTRUE;
856 }
857 //
858 //------------------------------------------------------------------------------
859 //
860 Int_t AliEMCALTracker::CreateMatches()
861 {
862         //
863         // Creation of matches between tracks and clusters.
864         // For each ESD track collected by ReadESD(), an AliEMCALTrack is made.
865         // If it finds a cluster close enough to its propagation to EMCAL,
866         // which passes all cuts, its index is stored.
867         // If many clusters are found which satisfy the criteria described above, 
868         // only the closest one is stored.
869         // At this level, it is possible that two tracks share the same cluster.
870         //
871         
872         // if matches collection is already present, it is deleted
873         if (fMatches) {
874                 fMatches->Delete();
875                 delete fMatches;
876         }
877         fMatches = new TList;
878         
879         // initialize counters and indexes
880         Int_t count = 0;
881         Int_t ic, nClusters = (Int_t)fClusters->GetEntries();
882         Int_t it, nTracks = fTracks->GetEntries();
883         
884         // external loop on clusters, internal loop on tracks
885         Double_t dist;
886         for (ic = 0; ic < nClusters; ic++) {
887                 AliEMCALMatchCluster *cluster = (AliEMCALMatchCluster*)fClusters->At(ic);
888                 for (it = 0; it < nTracks; it++) {
889                         AliEMCALTrack *track = (AliEMCALTrack*)fTracks->At(it);
890                         dist = CheckPair(track, cluster);
891                         //cout << dist << endl;
892                         if (dist <= fMaxDist) {
893                                 AliEMCALMatch *candidate = new AliEMCALMatch;
894                                 candidate->SetIndexT(it);
895                                 candidate->SetIndexC(ic);
896                                 candidate->SetDistance(dist);
897                                 candidate->SetPt(track->GetPt());
898                                 fMatches->Add(candidate);
899                                 count++;
900                         }
901                 }
902         }
903                 
904         /*
905         // loop on clusters and tracks
906         Int_t icBest;
907         Double_t dist, distBest;
908         for (it = 0; it < nTracks; it++) {
909                 AliEMCALTrack *track = (AliEMCALTrack*)fTracks->At(it);
910                 if (!track) continue;
911                 icBest = -1;
912                 distBest = fMaxDist;
913                 for (ic = 0; ic < nClusters; ic++) {
914                         AliEMCALMatchCluster *cluster = (AliEMCALMatchCluster*)fClusters->At(ic);
915                         if (!cluster) continue;
916                         dist = CheckPair(track, cluster);
917                         if (dist < distBest) {
918                                 distBest = dist;
919                                 icBest = ic;
920                         }
921                 }
922                 if (icBest >= 0) {
923                         track->SetMatchedClusterIndex(icBest);
924                         track->SetMatchedClusterDist(distBest);
925                         count++;
926                 }
927                 else {
928                         track->SetMatchedClusterIndex(-1);
929                 }
930         }
931         */
932         
933         return count;
934 }
935 //
936 //------------------------------------------------------------------------------
937 //
938 Int_t AliEMCALTracker::SolveCompetitions()
939 {
940         //
941         // Match selector.
942         // The match list is sorted from the best to the worst match, w.r. to the 
943         // distance between track prolongation and cluster position.
944         // Based on this criterion, starting from the first (best) match, a flag
945         // is set to both the involved track and cluster, and all matches containing
946         // an already used track or cluster are removed, leaving only the best match
947         // for each cluster.
948         //
949         
950         // sort matches with respect to track-cluster distance
951         fMatches->Sort(kSortAscending);
952         
953         // keep track of eliminated matches
954         Int_t count = 0;
955         
956         // initialize flags to check repetitions
957         Int_t ic, nClusters = (Int_t)fClusters->GetEntries();
958         Int_t it, nTracks = fTracks->GetEntries();
959         Bool_t *usedC = new Bool_t[nClusters];
960         Bool_t *usedT = new Bool_t[nTracks];
961         for (ic = 0; ic < nClusters; ic++) usedC[ic] = kFALSE;
962         for (it = 0; it < nTracks; it++) usedT[it] = kFALSE;
963         
964         // loop on matches
965         TListIter iter(fMatches);
966         AliEMCALMatch *match = 0;
967         while ( (match = (AliEMCALMatch*)iter.Next()) ) {
968                 ic = match->GetIndexC();
969                 it = match->GetIndexT();
970                 if (!usedT[it] && !usedC[ic]) {
971                         usedT[it] = kTRUE;
972                         usedC[ic] = kTRUE;
973                         match->CanBeSaved() = kTRUE;
974                 }
975                 else {
976                         count++;
977                 }
978         }
979         
980         /*
981         Int_t it1, it2, nTracks = (Int_t)fTracks->GetEntries();
982         AliEMCALTrack *track1 = 0, *track2 = 0;
983         for (it1 = 0; it1 < nTracks; it1++) {
984                 track1 = (AliEMCALTrack*)fTracks->At(it1);
985                 if (!track1) continue;
986                 if (track1->GetMatchedClusterIndex() < 0) continue;
987                 for (it2 = it1+1; it2 < nTracks; it2++) {
988                         track2 = (AliEMCALTrack*)fTracks->At(it2);
989                         if (!track2) continue;
990                         if (track2->GetMatchedClusterIndex() < 0) continue;
991                         if (track1->GetMatchedClusterIndex() != track2->GetMatchedClusterIndex()) continue;
992                         count++;
993                         if (track1->GetMatchedClusterDist() < track2->GetMatchedClusterDist()) {
994                                 track2->SetMatchedClusterIndex(-1);
995                         }
996                         else if (track2->GetMatchedClusterDist() < track1->GetMatchedClusterDist()) {
997                                 track1->SetMatchedClusterIndex(-1);
998                         }
999                 }
1000         }
1001         */
1002         
1003         return count;
1004 }
1005 //
1006 //------------------------------------------------------------------------------
1007 //
1008 void AliEMCALTracker::UnloadClusters() 
1009 {
1010         //
1011         // Free memory from clusters
1012         //
1013         
1014         Clear("CLUSTERS");
1015 }
1016 //
1017 //------------------------------------------------------------------------------
1018 //
1019 AliEMCALTracker::AliEMCALMatchCluster::AliEMCALMatchCluster(Int_t index, AliEMCALRecPoint *recPoint)
1020   : fIndex(index),
1021     fLabel(recPoint->GetPrimaryIndex()),
1022     fX(0.),
1023     fY(0.),
1024     fZ(0.)
1025 {
1026         //
1027         // Translates an AliEMCALRecPoint object into the internal format.
1028         // Index of passed cluster in its native array must be specified.
1029         //
1030         TVector3 clpos;
1031         recPoint->GetGlobalPosition(clpos);
1032         
1033         fX = clpos.X();
1034         fY = clpos.Y();
1035         fZ = clpos.Z();
1036 }
1037 //
1038 //------------------------------------------------------------------------------
1039 //
1040 AliEMCALTracker::AliEMCALMatchCluster::AliEMCALMatchCluster(Int_t index, AliESDCaloCluster *caloCluster)
1041   : fIndex(index),
1042     fLabel(caloCluster->GetPrimaryIndex()),
1043     fX(0.),
1044     fY(0.),
1045     fZ(0.)
1046 {
1047         //
1048         // Translates an AliESDCaloCluster object into the internal format.
1049         // Index of passed cluster in its native array must be specified.
1050         //
1051         Float_t clpos[3];
1052         caloCluster->GetGlobalPosition(clpos);
1053         
1054         fX = (Double_t)clpos[0];
1055         fY = (Double_t)clpos[1];
1056         fZ = (Double_t)clpos[2];
1057 }
1058 //
1059 //------------------------------------------------------------------------------
1060 //
1061 Int_t AliEMCALTracker::AliEMCALMatch::Compare(const TObject *obj) const 
1062 {
1063         //
1064         // Tracks compared wrt their distance from matched point
1065         //
1066         
1067         AliEMCALTracker::AliEMCALMatch *that = (AliEMCALTracker::AliEMCALMatch*)obj;
1068         
1069         Double_t thisDist = fPt;//fDistance;
1070         Double_t thatDist = that->fPt;//that->GetDistance();
1071         
1072         if (thisDist > thatDist) return 1;
1073         else if (thisDist < thatDist) return -1;
1074         return 0;
1075 }
1076
1077 AliEMCALTracker::AliEMCALMatch::AliEMCALMatch() 
1078   : TObject(),
1079     fCanBeSaved(kFALSE), 
1080     fIndexC(0), 
1081     fIndexT(0), 
1082     fDistance(0.),
1083     fPt(0.)
1084 {
1085   //default constructor
1086
1087 }
1088
1089 AliEMCALTracker::AliEMCALMatch::AliEMCALMatch(const AliEMCALMatch& copy)
1090   : TObject(),
1091     fCanBeSaved(copy.fCanBeSaved),
1092     fIndexC(copy.fIndexC),
1093     fIndexT(copy.fIndexT),
1094     fDistance(copy.fDistance),
1095     fPt(copy.fPt)
1096 {
1097   //copy ctor
1098 }