FASTSIM/AliMUONFastTracking.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 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.9  2004/02/03 16:45:20  morsch
  19 Unique name for functions (TF1).
  20
  21 Revision 1.8  2004/01/27 18:02:38  hristov
  22 Removing some warning (Sun)
  23
  24 Revision 1.7  2003/11/13 14:21:57  morsch
  25 Coding Rule violation corrections.
  26
  27 Revision 1.6  2003/08/12 15:16:25  morsch
  28 Saver initialisation of fFitp  array. (Lenaic COUEDEL)
  29
  30 Revision 1.5  2003/08/05 16:14:20  morsch
  31 Some problems with too big fluctuations corrected. (A. de Falco)
  32
  33 Revision 1.2  2003/01/08 10:29:33  morsch
  34 Path to data file changed.
  35
  36 Revision 1.1  2003/01/06 10:13:33  morsch
  37 First commit.
  38
  39 */
  40
  41 //-------------------------------------------------------------------------
  42 //        Class AliMUONFastTracking
  43 //
  44 //  Manager for the fast simulation of tracking in the muon spectrometer
  45 //  This class reads the lookup tables containing the parameterization
  46 //  of the deltap, deltatheta, deltaphi for different background levels
  47 //  and provides the related smeared parameters.
  48 //  Used by AliFastMuonTrackingEff, AliFastMuonTrackingAcc,
  49 //  AliFastMuonTrackingRes.
  50 //-------------------------------------------------------------------------
  51
  52 #include "AliMUONFastTracking.h"
  53 #include "AliMUONFastTrackingEntry.h"
  54 #include <TSpline.h>
  55 #include <TFile.h>
  56 #include <TH3.h>
  57 #include <TF1.h>
  58 #include <TRandom.h>
  59 #include <stdlib.h>
  60 #include <stdio.h>
  61 #include <string.h>
  62 #include <Riostream.h>
  63
  64 ClassImp(AliMUONFastTracking)
  65
  66
  67 AliMUONFastTracking* AliMUONFastTracking::fgMUONFastTracking=NULL;
  68
  69 static Double_t FitP(Double_t *x, Double_t *par){
  70     Double_t dx = x[0] - par[0];
  71     Double_t dx2 = x[0] - par[4];
  72     Double_t sigma = par[1] * ( 1 + par[2] * dx);
  73     if (sigma == 0) {
  74
  75         return 0.;
  76     }
  77     Double_t fasymm = TMath::Exp(-0.5 * dx * dx / (sigma * sigma));
  78     Double_t sigma2 = par[1] * par[5];
  79     Double_t fgauss = TMath::Exp(-0.5 * dx2 * dx2 / (sigma2 * sigma2));
  80     Double_t value = fasymm + par[3] * fgauss;
  81     return TMath::Abs(value);
  82 }
  83
  84 AliMUONFastTracking::AliMUONFastTracking(const AliMUONFastTracking & ft):TObject()
  85 {
  86 // Copy constructor
  87     ft.Copy(*this);
  88 }
  89
  90
  91 AliMUONFastTracking* AliMUONFastTracking::Instance()
  92 {
  93 // Set random number generator
  94     if (fgMUONFastTracking) {
  95         return fgMUONFastTracking;
  96     } else {
  97         fgMUONFastTracking = new AliMUONFastTracking();
  98         return fgMUONFastTracking;
  99     }
 100 }
 101
 102 AliMUONFastTracking::AliMUONFastTracking()
 103 {
 104 //
 105 // constructor
 106 //
 107   for (Int_t i = 0; i<20;i++) {
 108     for (Int_t j = 0; j<20; j++) {
 109       for (Int_t k = 0; k<20; k++) {
 110         fFitp[i][j][k] = 0x0;
 111       }
 112     }
 113   }
 114
 115     fClusterFinder = kOld;
 116     fPrintLevel = 1;
 117     // read binning; temporarily put by hand
 118     Float_t pmin = 0, pmax = 200;
 119     Int_t   nbinp = 10;
 120     Float_t thetamin = 2, thetamax = 9;
 121     Int_t   nbintheta=10;
 122     Float_t phimin = -180, phimax =180;
 123     Int_t   nbinphi=10;
 124     //--------------------------------------
 125
 126     fNbinp = nbinp;
 127     fPmin  = pmin;
 128     fPmax  = pmax;
 129
 130     fNbintheta = nbintheta;
 131     fThetamin  = thetamin;
 132     fThetamax  = thetamax;
 133
 134     fNbinphi = nbinphi;
 135     fPhimin  = phimin;
 136     fPhimax  = phimax;
 137
 138     fDeltaP     = (fPmax-fPmin)/fNbinp;
 139     fDeltaTheta = (fThetamax-fThetamin)/fNbintheta;
 140     fDeltaPhi   = (fPhimax-fPhimin)/fNbinphi;
 141 }
 142
 143 void AliMUONFastTracking::Init(Float_t bkg)
 144 {
 145   //
 146   //  Initialization
 147   //
 148   for (Int_t ip=0; ip< fNbinp; ip++){
 149     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 150       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 151         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi] = new AliMUONFastTrackingEntry;
 152         for (Int_t ibkg=0; ibkg<4; ibkg++){
 153           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg] = new AliMUONFastTrackingEntry;
 154         }
 155       }
 156     }
 157   }
 158
 159   char filename [100];
 160   if (fClusterFinder==kOld) sprintf (filename,"$(ALICE_ROOT)/FASTSIM/data/MUONtrackLUT.root");
 161   else sprintf (filename,"$(ALICE_ROOT)/FASTSIM/data/MUONtrackLUT-AZ.root");
 162
 163   TFile *file = new TFile(filename);
 164   ReadLUT(file);
 165   SetBackground(bkg);
 166   UseSpline(0);
 167 }
 168
 169
 170 void AliMUONFastTracking::ReadLUT(TFile* file)
 171 {
 172   //
 173   // read the lookup tables from file
 174   //
 175   TH3F *heff[5][3], *hacc[5][3], *hmeanp, *hsigmap, *hsigma1p, *hchi2p;
 176   TH3F *hnormg2, *hmeang2, *hsigmag2, *hmeantheta, *hsigmatheta, *hchi2theta;
 177   TH3F *hmeanphi, *hsigmaphi, *hchi2phi;
 178   char tag[40], tag2[40];
 179
 180   printf ("Reading parameters from LUT file %s...\n",file->GetName());
 181
 182   const Float_t kBkg[4] = {0, 0.5, 1, 2};
 183   for (Int_t ibkg=0; ibkg<4; ibkg++) {
 184     sprintf (tag,"BKG%g",kBkg[ibkg]);
 185     file->cd(tag);
 186     for (Int_t isplp = 0; isplp<kSplitP; isplp++) {
 187       for (Int_t ispltheta = 0; ispltheta<kSplitTheta; ispltheta++) {
 188         sprintf (tag2,"heff[%d][%d]",isplp,ispltheta);
 189         heff[isplp][ispltheta] = (TH3F*)gDirectory->Get(tag2);
 190         sprintf (tag2,"hacc[%d][%d]",isplp,ispltheta);
 191         hacc[isplp][ispltheta] = (TH3F*)gDirectory->Get(tag2);
 192       }
 193     }
 194     hmeanp      = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeanp");
 195     hsigmap     = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmap");
 196     hsigma1p    = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigma1p");
 197     hchi2p      = (TH3F*)gDirectory->Get("hchi2p");
 198     hnormg2     = (TH3F*)gDirectory->Get("hnormg2");
 199     hmeang2     = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeang2");
 200     hsigmag2    = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmag2");
 201     hmeantheta  = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeantheta");
 202     hsigmatheta = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmatheta");
 203     hchi2theta  = (TH3F*)gDirectory->Get("hchi2theta");
 204     hmeanphi    = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeanphi");
 205     hsigmaphi   = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmaphi");
 206     hchi2phi    = (TH3F*)gDirectory->Get("hchi2phi");
 207
 208     for (Int_t ip=0; ip<fNbinp ;ip++) {
 209       for (Int_t itheta=0; itheta<fNbintheta ;itheta++) {
 210         for (Int_t iphi=0; iphi<fNbinphi ;iphi++) {
 211           Float_t p     = fPmin     + fDeltaP     * (ip     + 0.5);
 212           Float_t theta = fThetamin + fDeltaTheta * (itheta + 0.5);
 213           Float_t phi   = fPhimin   + fDeltaPhi   * (iphi   + 0.5);
 214
 215           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fP          = p;
 216           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeanp      =
 217             hmeanp->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 218           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmap     =
 219             TMath::Abs(hsigmap->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 220           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigma1p    =
 221             hsigma1p->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 222           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fChi2p      =
 223             hchi2p->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 224           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fNormG2     =
 225             hnormg2->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 226           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeanG2     =
 227             hmeang2->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 228           if (ibkg == 0)  fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmaG2 = 9999;
 229           else fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmaG2    =
 230             hsigmag2->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 231           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fTheta      = theta;
 232           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeantheta  =
 233             hmeantheta->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 234           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmatheta =
 235             TMath::Abs(hsigmatheta->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 236           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fChi2theta  =
 237             hchi2theta->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 238           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fPhi        = phi;
 239           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeanphi    =
 240             hmeanphi->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 241           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmaphi   =
 242             TMath::Abs(hsigmaphi->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 243           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fChi2phi    =
 244             hchi2phi->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 245           for (Int_t i=0; i<kSplitP; i++) {
 246             for (Int_t j=0; j<kSplitTheta; j++) {
 247               fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fAcc[i][j] =
 248                 hacc[i][j]->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 249               fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fEff[i][j] =
 250                 heff[i][j]->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 251             }
 252           }
 253         } // iphi
 254       }  // itheta
 255     }   // ip
 256   }    // ibkg
 257
 258   TGraph *graph = new TGraph(3);
 259   TF1 *f = new TF1("f","[0]+[1]*x");
 260
 261   for (Int_t ip=0; ip< fNbinp; ip++){
 262     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 263       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 264         graph->SetPoint(0,0.5,fEntry[ip][itheta][iphi][1]->fSigmaG2);
 265         graph->SetPoint(1,1,fEntry[ip][itheta][iphi][2]->fSigmaG2);
 266         graph->SetPoint(2,2,fEntry[ip][itheta][iphi][3]->fSigmaG2);
 267         graph->Fit("f","q");
 268         fEntry[ip][itheta][iphi][0]->fSigmaG2 = f->Eval(0);
 269       }
 270     }
 271   }
 272   f->Delete();
 273   graph->Delete();
 274   printf ("parameters read. \n");
 275 }
 276
 277 void AliMUONFastTracking::GetBinning(Int_t &nbinp, Float_t &pmin, Float_t &pmax,
 278                                      Int_t &nbintheta, Float_t &thetamin,
 279                                      Float_t &thetamax,
 280                                      Int_t &nbinphi, Float_t &phimin, Float_t &phimax) const
 281 {
 282   //
 283   // gets the binning for the discrete parametrizations in the lookup table
 284   //
 285     nbinp = fNbinp;
 286     pmin  = fPmin;
 287     pmax  = fPmax;
 288     nbintheta = fNbintheta;
 289     thetamin  = fThetamin;
 290     thetamax  = fThetamax;
 291     nbinphi = fNbinphi;
 292     phimin  = fPhimin;
 293     phimax  = fPhimax;
 294 }
 295
 296
 297 void AliMUONFastTracking::GetIpIthetaIphi(Float_t p, Float_t theta, Float_t phi,
 298                                           Int_t charge, Int_t &ip, Int_t &itheta,
 299                                           Int_t &iphi) const
 300 {
 301   //
 302   // gets the id of the cells in the LUT for a given (p,theta,phi, charge)
 303   //
 304     if (charge < 0) phi = -phi;
 305     ip           = Int_t (( p - fPmin ) / fDeltaP);
 306     itheta       = Int_t (( theta - fThetamin ) / fDeltaTheta);
 307     iphi         = Int_t (( phi - fPhimin ) / fDeltaPhi);
 308
 309
 310     if (ip< 0)  ip = 0;
 311     if (ip>= fNbinp) ip = fNbinp-1;
 312     if (itheta< 0) itheta = 0;
 313     if (itheta>= fNbintheta) itheta = fNbintheta-1;
 314
 315     if (iphi< 0) iphi = 0;
 316     if (iphi>= fNbinphi) iphi = fNbinphi-1;
 317 }
 318
 319 void AliMUONFastTracking::GetSplit(Int_t ip, Int_t itheta,
 320                                    Int_t &nSplitP, Int_t &nSplitTheta) const
 321 {
 322   //
 323   // the first cell is splitted in more bins for theta and momentum
 324   // parameterizations. Get the number of divisions for the splitted bins
 325   //
 326   if (ip==0) nSplitP = 5;
 327   else nSplitP = 2;
 328   if (itheta==0) nSplitTheta = 3;
 329   else nSplitTheta = 1;
 330 }
 331
 332 Float_t AliMUONFastTracking::Efficiency(Float_t p,   Float_t theta,
 333                                         Float_t phi, Int_t charge){
 334   //
 335   // gets the tracking efficiency
 336   //
 337   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 338   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 339   Int_t nSplitP, nSplitTheta;
 340   GetSplit(ip,itheta,nSplitP,nSplitTheta);
 341
 342   Float_t dp = p - fPmin;
 343   Int_t ibinp  = Int_t(nSplitP*(dp - fDeltaP * Int_t(dp / fDeltaP))/fDeltaP);
 344   Float_t dtheta = theta - fThetamin;
 345   Int_t ibintheta  = Int_t(nSplitTheta*(dtheta - fDeltaTheta * Int_t(dtheta / fDeltaTheta))/fDeltaTheta);
 346   Float_t eff = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fEff[ibinp][ibintheta];
 347   return eff;
 348 }
 349
 350 Float_t AliMUONFastTracking::Acceptance(Float_t p,   Float_t theta,
 351                                         Float_t phi, Int_t charge){
 352   //
 353   // gets the geometrical acceptance
 354   //
 355   if (theta<fThetamin || theta>fThetamax) return 0;
 356
 357   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 358   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 359   Int_t nSplitP, nSplitTheta;
 360   GetSplit(ip,itheta,nSplitP,nSplitTheta);
 361   // central value and corrections with spline
 362
 363   Float_t dp = p - fPmin;
 364   Int_t ibinp  = Int_t(nSplitP*(dp - fDeltaP * Int_t(dp / fDeltaP))/fDeltaP);
 365   Float_t dtheta = theta - fThetamin;
 366   Int_t ibintheta  = Int_t(nSplitTheta*(dtheta - fDeltaTheta * Int_t(dtheta / fDeltaTheta))/fDeltaTheta);
 367   Float_t acc = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fAcc[ibinp][ibintheta];
 368   return acc;
 369 }
 370
 371 Float_t AliMUONFastTracking::MeanP(Float_t p,   Float_t theta,
 372                             Float_t phi, Int_t charge) const
 373 {
 374   //
 375   // gets the mean value of the prec-pgen distribution
 376   //
 377     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 378     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 379     return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fMeanp;
 380 }
 381
 382 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaP(Float_t p,   Float_t theta,
 383                                     Float_t phi, Int_t charge) const
 384 {
 385   //
 386   // gets the width of the prec-pgen distribution
 387   //
 388     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 389     Int_t index;
 390     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 391     // central value and corrections with spline
 392     Float_t sigmap = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmap;
 393     if (!fSpline) return sigmap;
 394     // corrections vs p, theta, phi
 395     index = iphi + fNbinphi * itheta;
 396     Double_t xmin,ymin,xmax,ymax;
 397     Float_t frac1 = fSplineSigmap[index][0]->Eval(p)/sigmap;
 398
 399     if (p>fPmax-fDeltaP/2.) {
 400         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->fSigmap;
 401         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->fSigmap;
 402         Float_t s3 = fCurrentEntry[fNbinp-3][itheta][iphi]->fSigmap;
 403         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 404         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 405         Float_t p3  = fDeltaP * (fNbinp - 3 + 0.5) + fPmin;
 406         Float_t p12 = p1 * p1, p22 = p2 * p2, p32 = p3 * p3;
 407         Float_t d = p12*p2 + p1*p32 + p22*p3 - p32*p2 - p3*p12 - p22*p1;
 408         Float_t a = (s1*p2 + p1*s3 + s2*p3 - s3*p2 - p3*s1 - s2*p1) / d;
 409         Float_t b = (p12*s2 + s1*p32 + p22*s3 - p32*s2 - s3*p12 - p22*s1)/d;
 410         Float_t c = (p12*p2*s3 + p1*p32*s2 + p22*p3*s1
 411                      - p32*p2*s1 - p3*p12*s2 - p22*p1*s3) / d;
 412         Float_t sigma = a * p * p + b * p + c;
 413         frac1 = sigma/sigmap;
 414     }
 415     index = iphi + fNbinphi * ip;
 416     fSplineEff[index][1]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 417     fSplineEff[index][1]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 418     if (theta>xmax) theta = xmax;
 419     Float_t frac2 = fSplineSigmap[index][1]->Eval(theta)/sigmap;
 420     index = itheta + fNbintheta * ip;
 421     fSplineEff[index][2]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 422     fSplineEff[index][2]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 423     if (phi>xmax) phi = xmax;
 424     Float_t frac3 = fSplineSigmap[index][2]->Eval(phi)/sigmap;
 425     Float_t sigmatot = sigmap * frac1 * frac2 * frac3;
 426     if (sigmatot<0) sigmatot = sigmap;
 427     return sigmatot;
 428 }
 429
 430 Float_t AliMUONFastTracking::Sigma1P(Float_t p,   Float_t theta,
 431                             Float_t phi, Int_t charge) const
 432 {
 433   //
 434   // gets the width correction of the prec-pgen distribution (see FitP)
 435   //
 436     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 437     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 438     if (p>fPmax) {
 439         // linear extrapolation of sigmap for p out of range
 440         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->fSigma1p;
 441         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->fSigma1p;
 442         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 443         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 444         Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 445         return sigma;
 446     }
 447     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigma1p;
 448 }
 449
 450 Float_t AliMUONFastTracking::NormG2(Float_t p,   Float_t theta,
 451                                     Float_t phi, Int_t charge) const
 452 {
 453   //
 454   // gets the relative normalization of the background
 455   // (gaussian) component in the prec-pgen distribution
 456   //
 457     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 458     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 459     if (p>fPmax) {
 460         // linear extrapolation of sigmap for p out of range
 461         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->fNormG2;
 462         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->fNormG2;
 463         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 464         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 465         Float_t norm = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 466         return norm;
 467     }
 468     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fNormG2;
 469 }
 470
 471 Float_t AliMUONFastTracking::MeanG2(Float_t p,   Float_t theta,
 472                                     Float_t phi, Int_t charge) const
 473 {
 474   //
 475   // gets the mean value of the background
 476   // (gaussian) component in the prec-pgen distribution
 477   //
 478     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 479     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 480     if (p>fPmax) {
 481         // linear extrapolation of sigmap for p out of range
 482         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->fMeanG2;
 483         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->fMeanG2;
 484         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 485         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 486         Float_t norm = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 487         return norm;
 488     }
 489     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fMeanG2;
 490 }
 491
 492 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaG2(Float_t p,   Float_t theta,
 493                                      Float_t phi, Int_t charge) const
 494 {
 495   //
 496   // gets the width of the background
 497   // (gaussian) component in the prec-pgen distribution
 498   //
 499     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 500     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 501     if (p>fPmax) {
 502         // linear extrapolation of sigmap for p out of range
 503         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->fSigmaG2;
 504         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->fSigmaG2;
 505         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 506         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 507         Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 508         return sigma;
 509     }
 510     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmaG2;
 511 }
 512
 513
 514 Float_t AliMUONFastTracking::MeanTheta(Float_t p,   Float_t theta,
 515                                        Float_t phi, Int_t charge) const
 516 {
 517   //
 518   // gets the mean value of the thetarec-thetagen distribution
 519   //
 520     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 521     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 522     return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fMeantheta;
 523 }
 524
 525 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaTheta(Float_t p,   Float_t theta,
 526                             Float_t phi, Int_t charge) const
 527 {
 528   //
 529   // gets the width of the thetarec-thetagen distribution
 530   //
 531   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 532   Int_t index;
 533   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 534   // central value and corrections with spline
 535   Float_t sigmatheta = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmatheta;
 536   if (!fSpline) return sigmatheta;
 537   // corrections vs p, theta, phi
 538   index = iphi + fNbinphi * itheta;
 539   Double_t xmin,ymin,xmax,ymax;
 540   Float_t frac1 = fSplineSigmatheta[index][0]->Eval(p)/sigmatheta;
 541   if (p>fPmax-fDeltaP/2.) {
 542     // linear extrapolation of sigmap for p out of range
 543     Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->fSigmatheta;
 544     Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->fSigmatheta;
 545     Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 546     Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 547     Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 548     frac1=sigma/sigmatheta;
 549   }
 550   index = iphi + fNbinphi * ip;
 551   fSplineEff[index][1]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 552   fSplineEff[index][1]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 553   if (theta>xmax) theta = xmax;
 554   Float_t frac2 = fSplineSigmatheta[index][1]->Eval(theta)/sigmatheta;
 555   index = itheta + fNbintheta * ip;
 556   fSplineEff[index][2]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 557   fSplineEff[index][2]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 558   if (phi>xmax) phi = xmax;
 559   Float_t frac3 = fSplineSigmatheta[index][2]->Eval(phi)/sigmatheta;
 560   return sigmatheta * frac1 * frac2 * frac3;
 561 }
 562
 563
 564 Float_t AliMUONFastTracking::MeanPhi(Float_t p,   Float_t theta,
 565                             Float_t phi, Int_t charge) const
 566 {
 567   //
 568   // gets the mean value of the phirec-phigen distribution
 569   //
 570   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 571   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 572   return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fMeanphi;
 573 }
 574
 575 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaPhi(Float_t p,   Float_t theta,
 576                             Float_t phi, Int_t charge){
 577   //
 578   // gets the width of the phirec-phigen distribution
 579   //
 580   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 581   Int_t index;
 582   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 583   // central value and corrections with spline
 584   Float_t sigmaphi = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmaphi;
 585   if (!fSpline) return sigmaphi;
 586   // corrections vs p, theta, phi
 587   index = iphi + fNbinphi * itheta;
 588   Float_t frac1 = fSplineSigmaphi[index][0]->Eval(p)/sigmaphi;
 589   Double_t xmin,ymin,xmax,ymax;
 590   if (p>fPmax-fDeltaP/2.) {
 591     Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->fSigmaphi;
 592     Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->fSigmaphi;
 593     Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 594     Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 595     Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 596     frac1 = sigma/sigmaphi;
 597   }
 598
 599   index = iphi + fNbinphi * ip;
 600   fSplineEff[index][1]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 601   fSplineEff[index][1]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 602   if (theta>xmax) theta = xmax;
 603   Float_t frac2 = fSplineSigmaphi[index][1]->Eval(theta)/sigmaphi;
 604   index = itheta + fNbintheta * ip;
 605   fSplineEff[index][2]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 606   fSplineEff[index][2]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 607   if (phi>xmax) phi = xmax;
 608   Float_t frac3 = fSplineSigmaphi[index][2]->Eval(phi)/sigmaphi;
 609   return sigmaphi * frac1 * frac2 * frac3;
 610 }
 611
 612 void AliMUONFastTracking::SetSpline(){
 613   //
 614   // sets the spline functions for a smooth behaviour of the parameters
 615   // when going from one cell to another
 616   //
 617   printf ("Setting spline functions...");
 618   char splname[40];
 619   Double_t x[20][3];
 620   Double_t x2[50][3];
 621   Int_t nbins[3] = {fNbinp, fNbintheta, fNbinphi};
 622   Double_t xspl[20],yeff[50],ysigmap[20],ysigma1p[20];
 623   Double_t yacc[50], ysigmatheta[20],ysigmaphi[20];
 624   Double_t xsp2[50];
 625   // let's calculate the x axis for p, theta, phi
 626
 627   Int_t i, ispline, ivar;
 628   for (i=0; i< fNbinp; i++) x[i][0] = fPmin + fDeltaP * (i + 0.5);
 629   for (i=0; i< fNbintheta; i++) x[i][1] = fThetamin + fDeltaTheta * (i + 0.5);
 630   for (i=0; i< fNbinphi; i++) x[i][2] = fPhimin + fDeltaPhi * (i + 0.5);
 631
 632   for (i=0; i< 5 * fNbinp; i++) x2[i][0] = fPmin + fDeltaP * (i + 0.5)/5.;
 633   for (i=0; i< 5 * fNbintheta; i++) x2[i][1] = fThetamin + fDeltaTheta * (i + 0.5)/5.;
 634   for (i=0; i< 5 * fNbinphi; i++) x2[i][2] = fPhimin + fDeltaPhi * (i + 0.5)/5.;
 635
 636   // splines in p
 637   ivar = 0;
 638   for (i=0; i<nbins[ivar]; i++) xspl[i] = x[i][ivar];
 639   for (i=0; i<5 * nbins[ivar]; i++) xsp2[i] = x2[i][ivar];
 640   ispline=0;
 641   for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 642     for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 643       for (Int_t ip=0; ip<fNbinp; ip++) {
 644         //      for (Int_t i=0; i<5; i++) {
 645         //        yeff[5 * ip + i]  = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fEff[i];
 646         //        yacc[5 * ip + i]  = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fAcc[i];
 647         //      }
 648         ysigmap[ip]     = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmap;
 649         ysigma1p[ip]    = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigma1p;
 650         ysigmatheta[ip] = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmatheta;
 651         ysigmaphi[ip]   = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmaphi;
 652       }
 653       if (fPrintLevel>3) cout << " creating new spline " << splname << endl;
 654       sprintf (splname,"fSplineEff[%d][%d]",ispline,ivar);
 655       fSplineEff[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xsp2,yeff,5 * nbins[ivar]);
 656       sprintf (splname,"fSplineAcc[%d][%d]",ispline,ivar);
 657       fSplineAcc[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xsp2,yacc,5 * nbins[ivar]);
 658       sprintf (splname,"fSplineSigmap[%d][%d]",ispline,ivar);
 659       fSplineSigmap[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmap,nbins[ivar]);
 660       sprintf (splname,"fSplineSigma1p[%d][%d]",ispline,ivar);
 661       fSplineSigma1p[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigma1p,nbins[ivar]);
 662       sprintf (splname,"fSplineSigmatheta[%d][%d]",ispline,ivar);
 663       fSplineSigmatheta[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmatheta,nbins[ivar]);
 664       sprintf (splname,"fSplineSigmaphi[%d][%d]",ispline,ivar);
 665       fSplineSigmaphi[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmaphi,nbins[ivar]);
 666       ispline++;
 667     }
 668   }
 669
 670   ivar = 1;
 671   for (i=0; i<nbins[ivar]; i++) xspl[i] = x[i][ivar];
 672   ispline=0;
 673   for (Int_t ip=0; ip<fNbinp; ip++) {
 674     for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 675       for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 676         // for efficiency and acceptance let's take the central value
 677         //      yeff[itheta]        = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fEff[2];
 678         //      yacc[itheta]        = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fAcc[2];
 679         ysigmap[itheta]     = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmap;
 680         ysigma1p[itheta]    = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigma1p;
 681         ysigmatheta[itheta] = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmatheta;
 682         ysigmaphi[itheta]   = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmaphi;
 683       }
 684       if (fPrintLevel>3) cout << " creating new spline " << splname << endl;
 685       sprintf (splname,"fSplineEff[%d][%d]",ispline,ivar);
 686       fSplineEff[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yeff, nbins[ivar]);
 687       sprintf (splname,"fSplineAcc[%d][%d]",ispline,ivar);
 688       fSplineAcc[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yacc, nbins[ivar]);
 689       sprintf (splname,"fSplineSigmap[%d][%d]",ispline,ivar);
 690       fSplineSigmap[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmap,nbins[ivar]);
 691       sprintf (splname,"fSplineSigma1p[%d][%d]",ispline,ivar);
 692       fSplineSigma1p[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigma1p,nbins[ivar]);
 693       sprintf (splname,"fSplineSigmatheta[%d][%d]",ispline,ivar);
 694       fSplineSigmatheta[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmatheta,nbins[ivar]);
 695       sprintf (splname,"fSplineSigmaphi[%d][%d]",ispline,ivar);
 696       fSplineSigmaphi[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmaphi,nbins[ivar]);
 697       ispline++;
 698     }
 699   }
 700
 701   ivar = 2;
 702   for (i=0; i<nbins[ivar]; i++) xspl[i] = x[i][ivar];
 703   ispline=0;
 704   for (Int_t ip=0; ip<fNbinp; ip++) {
 705     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 706       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 707         // for efficiency and acceptance let's take the central value
 708         //      yeff[iphi]        = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fEff[2];
 709         //      yacc[iphi]        = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fAcc[2];
 710         ysigmap[iphi]     = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmap;
 711         ysigma1p[iphi]    = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigma1p;
 712         ysigmatheta[iphi] = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmatheta;
 713         ysigmaphi[iphi]   = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmaphi;
 714       }
 715       if (fPrintLevel>3) cout << " creating new spline " << splname << endl;
 716       sprintf (splname,"fSplineEff[%d][%d]",ispline,ivar);
 717       fSplineEff[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yeff, nbins[ivar]);
 718       sprintf (splname,"fSplineAcc[%d][%d]",ispline,ivar);
 719       fSplineAcc[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yacc, nbins[ivar]);
 720       sprintf (splname,"fSplineSigmap[%d][%d]",ispline,ivar);
 721       fSplineSigmap[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmap,nbins[ivar]);
 722       sprintf (splname,"fSplineSigma1p[%d][%d]",ispline,ivar);
 723       fSplineSigma1p[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigma1p,nbins[ivar]);
 724       sprintf (splname,"fSplineSigmatheta[%d][%d]",ispline,ivar);
 725       fSplineSigmatheta[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmatheta,nbins[ivar]);
 726       sprintf (splname,"fSplineSigmaphi[%d][%d]",ispline,ivar);
 727       fSplineSigmaphi[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmaphi,nbins[ivar]);
 728       ispline++;
 729     }
 730   }
 731   printf ("...done\n");
 732 }
 733
 734 void AliMUONFastTracking::SetBackground(Float_t bkg){
 735   //
 736   // linear interpolation of the parameters in the LUT between 2 values where
 737   // the background has been actually calculated
 738   //
 739   if (bkg>2) printf ("WARNING: unsafe extrapolation!\n");
 740   fBkg = bkg;
 741
 742   Float_t bkgLevel[4] = {0, 0.5, 1, 2}; // bkg values for which LUT is calculated
 743   Int_t ibkg;
 744   for (ibkg=0; ibkg<4; ibkg++) if ( bkg < bkgLevel[ibkg]) break;
 745   if (ibkg == 4) ibkg--;
 746   if (ibkg == 0) ibkg++;
 747
 748   Float_t x0 = bkgLevel[ibkg-1];
 749   Float_t x1 = bkgLevel[ibkg];
 750   Float_t x = (bkg - x0) / (x1 - x0);
 751
 752   Float_t y0, y1;
 753
 754   for (Int_t ip=0; ip< fNbinp; ip++){
 755     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 756       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 757         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fP = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fP;
 758         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fTheta = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fTheta;
 759         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fPhi = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fPhi;
 760         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fChi2p = -1;
 761         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fChi2theta = -1;
 762         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fChi2phi = -1;
 763
 764         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fMeanp;
 765         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeanp;
 766         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fMeanp = (y1 - y0) * x + y0;
 767         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fMeantheta;
 768         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeantheta;
 769         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fMeantheta = (y1 - y0) * x + y0;
 770         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fMeanphi;
 771         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeanphi;
 772         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fMeanphi = (y1 - y0) * x + y0;
 773         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fSigmap;
 774         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmap;
 775         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fSigmap = (y1 - y0) * x + y0;
 776         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fSigmatheta;
 777         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmatheta;
 778         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fSigmatheta = (y1 - y0) * x + y0;
 779         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fSigmaphi;
 780         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmaphi;
 781         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fSigmaphi = (y1 - y0) * x + y0;
 782         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fSigma1p;
 783         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigma1p;
 784         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fSigma1p = (y1 - y0) * x + y0;
 785         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fNormG2;
 786         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fNormG2;
 787         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fNormG2 = (y1 - y0) * x + y0;
 788         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fMeanG2;
 789         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeanG2;
 790         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fMeanG2 = (y1 - y0) * x + y0;
 791
 792         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fSigmaG2;
 793         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmaG2;
 794         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fSigmaG2 = (y1 - y0) * x + y0;
 795         for (Int_t i=0; i<kSplitP; i++) {
 796           for (Int_t j=0; j<kSplitTheta; j++) {
 797             fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fAcc[i][j] = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fAcc[i][j];
 798             y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fEff[i][j];
 799             y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fEff[i][j];
 800             fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fEff[i][j] = (y1 - y0) * x + y0;
 801           }
 802         }
 803       }
 804     }
 805   }
 806   SetSpline();
 807 }
 808
 809 TF1* AliMUONFastTracking::GetFitP(Int_t ip,Int_t itheta,Int_t iphi) {
 810   // gets the correct prec-pgen distribution for a given LUT cell
 811   if (!fFitp[ip][itheta][iphi]) {
 812     char name[256];
 813     sprintf(name, "fit_%d_%d_%d", ip, itheta, iphi);
 814     fFitp[ip][itheta][iphi] = new TF1(name ,FitP,-20.,20.,6);
 815     fFitp[ip][itheta][iphi]->SetNpx(500);
 816     fFitp[ip][itheta][iphi]->SetParameters(0.,0.,0.,0.,0.,0.);
 817   }
 818   return fFitp[ip][itheta][iphi];
 819 }
 820
 821 AliMUONFastTracking& AliMUONFastTracking::operator=(const  AliMUONFastTracking& rhs)
 822 {
 823 // Assignment operator
 824     rhs.Copy(*this);
 825     return *this;
 826 }
 827
 828 void AliMUONFastTracking::Copy(TObject&) const
 829 {
 830     //
 831     // Copy
 832     //
 833     Fatal("Copy","Not implemented!\n");
 834 }
 835
 836
 837
 838
 839
 840
 841
 842