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 1.6  2003/08/12 15:16:25  morsch
  19 Saver initialisation of fFitp  array. (Lenaic COUEDEL)
  20
  21 Revision 1.5  2003/08/05 16:14:20  morsch
  22 Some problems with too big fluctuations corrected. (A. de Falco)
  23
  24 Revision 1.2  2003/01/08 10:29:33  morsch
  25 Path to data file changed.
  26
  27 Revision 1.1  2003/01/06 10:13:33  morsch
  28 First commit.
  29
  30 */
  31
  32 //-------------------------------------------------------------------------
  33 //        Class AliMUONFastTracking
  34 //
  35 //  Manager for the fast simulation of tracking in the muon spectrometer
  36 //  This class reads the lookup tables containing the parameterization
  37 //  of the deltap, deltatheta, deltaphi for different background levels
  38 //  and provides the related smeared parameters.
  39 //  Used by AliFastMuonTrackingEff, AliFastMuonTrackingAcc,
  40 //  AliFastMuonTrackingRes.
  41 //-------------------------------------------------------------------------
  42
  43 #include "AliMUONFastTracking.h"
  44 #include "AliMUONFastTrackingEntry.h"
  45 #include <TSpline.h>
  46 #include <TFile.h>
  47 #include <TH3.h>
  48 #include <TF1.h>
  49 #include <TRandom.h>
  50 #include <stdlib.h>
  51 #include <stdio.h>
  52 #include <string.h>
  53 #include <Riostream.h>
  54
  55 ClassImp(AliMUONFastTracking)
  56
  57
  58 AliMUONFastTracking* AliMUONFastTracking::fgMUONFastTracking=NULL;
  59
  60 static Double_t FitP(Double_t *x, Double_t *par){
  61     Double_t dx = x[0] - par[0];
  62     Double_t dx2 = x[0] - par[4];
  63     Double_t sigma = par[1] * ( 1 + par[2] * dx);
  64     if (sigma == 0) {
  65
  66         return 0.;
  67     }
  68     Double_t fasymm = TMath::Exp(-0.5 * dx * dx / (sigma * sigma));
  69     Double_t sigma2 = par[1] * par[5];
  70     Double_t fgauss = TMath::Exp(-0.5 * dx2 * dx2 / (sigma2 * sigma2));
  71     Double_t value = fasymm + par[3] * fgauss;
  72     return value;
  73 }
  74
  75 AliMUONFastTracking::AliMUONFastTracking(const AliMUONFastTracking & ft):TObject()
  76 {
  77 // Copy constructor
  78     ft.Copy(*this);
  79 }
  80
  81
  82 AliMUONFastTracking* AliMUONFastTracking::Instance()
  83 {
  84 // Set random number generator
  85     if (fgMUONFastTracking) {
  86         return fgMUONFastTracking;
  87     } else {
  88         fgMUONFastTracking = new AliMUONFastTracking();
  89         return fgMUONFastTracking;
  90     }
  91 }
  92
  93 AliMUONFastTracking::AliMUONFastTracking()
  94 {
  95 //
  96 // constructor
  97 //
  98   for (Int_t i = 0; i<20;i++) {
  99     for (Int_t j = 0; j<20; j++) {
 100       for (Int_t k = 0; k<20; k++) {
 101         fFitp[i][j][k] = 0x0;
 102       }
 103     }
 104   }
 105
 106     fClusterFinder = kOld;
 107     fPrintLevel = 1;
 108     // read binning; temporarily put by hand
 109     Float_t pmin = 0, pmax = 200;
 110     Int_t   nbinp = 10;
 111     Float_t thetamin = 2, thetamax = 9;
 112     Int_t   nbintheta=10;
 113     Float_t phimin = -180, phimax =180;
 114     Int_t   nbinphi=10;
 115     //--------------------------------------
 116
 117     fNbinp = nbinp;
 118     fPmin  = pmin;
 119     fPmax  = pmax;
 120
 121     fNbintheta = nbintheta;
 122     fThetamin  = thetamin;
 123     fThetamax  = thetamax;
 124
 125     fNbinphi = nbinphi;
 126     fPhimin  = phimin;
 127     fPhimax  = phimax;
 128
 129     fDeltaP     = (fPmax-fPmin)/fNbinp;
 130     fDeltaTheta = (fThetamax-fThetamin)/fNbintheta;
 131     fDeltaPhi   = (fPhimax-fPhimin)/fNbinphi;
 132 }
 133
 134 void AliMUONFastTracking::Init(Float_t bkg)
 135 {
 136   //
 137   //  Initialization
 138   //
 139   for (Int_t ip=0; ip< fNbinp; ip++){
 140     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 141       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 142         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi] = new AliMUONFastTrackingEntry;
 143         for (Int_t ibkg=0; ibkg<4; ibkg++){
 144           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg] = new AliMUONFastTrackingEntry;
 145         }
 146       }
 147     }
 148   }
 149
 150   char filename [100];
 151   if (fClusterFinder==kOld) sprintf (filename,"$(ALICE_ROOT)/FASTSIM/data/MUONtrackLUT.root");
 152   else sprintf (filename,"$(ALICE_ROOT)/FASTSIM/data/MUONtrackLUT-AZ.root");
 153
 154   TFile *file = new TFile(filename);
 155   ReadLUT(file);
 156   SetBackground(bkg);
 157   UseSpline(0);
 158 }
 159
 160
 161 void AliMUONFastTracking::ReadLUT(TFile* file)
 162 {
 163   //
 164   // read the lookup tables from file
 165   //
 166   TH3F *heff[5][3], *hacc[5][3], *hmeanp, *hsigmap, *hsigma1p, *hchi2p;
 167   TH3F *hnormg2, *hmeang2, *hsigmag2, *hmeantheta, *hsigmatheta, *hchi2theta;
 168   TH3F *hmeanphi, *hsigmaphi, *hchi2phi;
 169   char tag[40], tag2[40];
 170
 171   printf ("Reading parameters from LUT file %s...\n",file->GetName());
 172
 173   const Float_t kBkg[4] = {0, 0.5, 1, 2};
 174   for (Int_t ibkg=0; ibkg<4; ibkg++) {
 175     sprintf (tag,"BKG%g",kBkg[ibkg]);
 176     file->cd(tag);
 177     for (Int_t isplp = 0; isplp<kSplitP; isplp++) {
 178       for (Int_t ispltheta = 0; ispltheta<kSplitTheta; ispltheta++) {
 179         sprintf (tag2,"heff[%d][%d]",isplp,ispltheta);
 180         heff[isplp][ispltheta] = (TH3F*)gDirectory->Get(tag2);
 181         sprintf (tag2,"hacc[%d][%d]",isplp,ispltheta);
 182         hacc[isplp][ispltheta] = (TH3F*)gDirectory->Get(tag2);
 183       }
 184     }
 185     hmeanp      = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeanp");
 186     hsigmap     = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmap");
 187     hsigma1p    = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigma1p");
 188     hchi2p      = (TH3F*)gDirectory->Get("hchi2p");
 189     hnormg2     = (TH3F*)gDirectory->Get("hnormg2");
 190     hmeang2     = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeang2");
 191     hsigmag2    = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmag2");
 192     hmeantheta  = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeantheta");
 193     hsigmatheta = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmatheta");
 194     hchi2theta  = (TH3F*)gDirectory->Get("hchi2theta");
 195     hmeanphi    = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeanphi");
 196     hsigmaphi   = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmaphi");
 197     hchi2phi    = (TH3F*)gDirectory->Get("hchi2phi");
 198
 199     for (Int_t ip=0; ip<fNbinp ;ip++) {
 200       for (Int_t itheta=0; itheta<fNbintheta ;itheta++) {
 201         for (Int_t iphi=0; iphi<fNbinphi ;iphi++) {
 202           Float_t p     = fPmin     + fDeltaP     * (ip     + 0.5);
 203           Float_t theta = fThetamin + fDeltaTheta * (itheta + 0.5);
 204           Float_t phi   = fPhimin   + fDeltaPhi   * (iphi   + 0.5);
 205
 206           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fP          = p;
 207           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeanp      =
 208             hmeanp->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 209           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmap     =
 210             TMath::Abs(hsigmap->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 211           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigma1p    =
 212             hsigma1p->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 213           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fChi2p      =
 214             hchi2p->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 215           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fNormG2     =
 216             hnormg2->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 217           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeanG2     =
 218             hmeang2->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 219           if (ibkg == 0)  fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmaG2 = 9999;
 220           else fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmaG2    =
 221             hsigmag2->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 222           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fTheta      = theta;
 223           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeantheta  =
 224             hmeantheta->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 225           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmatheta =
 226             TMath::Abs(hsigmatheta->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 227           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fChi2theta  =
 228             hchi2theta->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 229           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fPhi        = phi;
 230           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeanphi    =
 231             hmeanphi->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 232           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmaphi   =
 233             TMath::Abs(hsigmaphi->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 234           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fChi2phi    =
 235             hchi2phi->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 236           for (Int_t i=0; i<kSplitP; i++) {
 237             for (Int_t j=0; j<kSplitTheta; j++) {
 238               fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fAcc[i][j] =
 239                 hacc[i][j]->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 240               fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fEff[i][j] =
 241                 heff[i][j]->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1);
 242             }
 243           }
 244         } // iphi
 245       }  // itheta
 246     }   // ip
 247   }    // ibkg
 248
 249   TGraph *graph = new TGraph(3);
 250   TF1 *f = new TF1("f","[0]+[1]*x");
 251
 252   for (Int_t ip=0; ip< fNbinp; ip++){
 253     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 254       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 255         graph->SetPoint(0,0.5,fEntry[ip][itheta][iphi][1]->fSigmaG2);
 256         graph->SetPoint(1,1,fEntry[ip][itheta][iphi][2]->fSigmaG2);
 257         graph->SetPoint(2,2,fEntry[ip][itheta][iphi][3]->fSigmaG2);
 258         graph->Fit("f","q");
 259         fEntry[ip][itheta][iphi][0]->fSigmaG2 = f->Eval(0);
 260       }
 261     }
 262   }
 263   f->Delete();
 264   graph->Delete();
 265   printf ("parameters read. \n");
 266 }
 267
 268 void AliMUONFastTracking::GetBinning(Int_t &nbinp, Float_t &pmin, Float_t &pmax,
 269                                      Int_t &nbintheta, Float_t &thetamin,
 270                                      Float_t &thetamax,
 271                                      Int_t &nbinphi, Float_t &phimin, Float_t &phimax) const
 272 {
 273   //
 274   // gets the binning for the discrete parametrizations in the lookup table
 275   //
 276     nbinp = fNbinp;
 277     pmin  = fPmin;
 278     pmax  = fPmax;
 279     nbintheta = fNbintheta;
 280     thetamin  = fThetamin;
 281     thetamax  = fThetamax;
 282     nbinphi = fNbinphi;
 283     phimin  = fPhimin;
 284     phimax  = fPhimax;
 285 }
 286
 287
 288 void AliMUONFastTracking::GetIpIthetaIphi(Float_t p, Float_t theta, Float_t phi,
 289                                           Int_t charge, Int_t &ip, Int_t &itheta,
 290                                           Int_t &iphi) const
 291 {
 292   //
 293   // gets the id of the cells in the LUT for a given (p,theta,phi, charge)
 294   //
 295     if (charge < 0) phi = -phi;
 296     ip           = Int_t (( p - fPmin ) / fDeltaP);
 297     itheta       = Int_t (( theta - fThetamin ) / fDeltaTheta);
 298     iphi         = Int_t (( phi - fPhimin ) / fDeltaPhi);
 299
 300
 301     if (ip< 0)  ip = 0;
 302     if (ip>= fNbinp) ip = fNbinp-1;
 303     if (itheta< 0) itheta = 0;
 304     if (itheta>= fNbintheta) itheta = fNbintheta-1;
 305
 306     if (iphi< 0) iphi = 0;
 307     if (iphi>= fNbinphi) iphi = fNbinphi-1;
 308 }
 309
 310 void AliMUONFastTracking::GetSplit(Int_t ip, Int_t itheta,
 311                                    Int_t &nSplitP, Int_t &nSplitTheta) const
 312 {
 313   //
 314   // the first cell is splitted in more bins for theta and momentum
 315   // parameterizations. Get the number of divisions for the splitted bins
 316   //
 317   if (ip==0) nSplitP = 5;
 318   else nSplitP = 2;
 319   if (itheta==0) nSplitTheta = 3;
 320   else nSplitTheta = 1;
 321 }
 322
 323 Float_t AliMUONFastTracking::Efficiency(Float_t p,   Float_t theta,
 324                                         Float_t phi, Int_t charge){
 325   //
 326   // gets the tracking efficiency
 327   //
 328   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 329   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 330   Int_t nSplitP, nSplitTheta;
 331   GetSplit(ip,itheta,nSplitP,nSplitTheta);
 332
 333   Float_t dp = p - fPmin;
 334   Int_t ibinp  = Int_t(nSplitP*(dp - fDeltaP * Int_t(dp / fDeltaP))/fDeltaP);
 335   Float_t dtheta = theta - fThetamin;
 336   Int_t ibintheta  = Int_t(nSplitTheta*(dtheta - fDeltaTheta * Int_t(dtheta / fDeltaTheta))/fDeltaTheta);
 337   Float_t eff = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fEff[ibinp][ibintheta];
 338   return eff;
 339 }
 340
 341 Float_t AliMUONFastTracking::Acceptance(Float_t p,   Float_t theta,
 342                                         Float_t phi, Int_t charge){
 343   //
 344   // gets the geometrical acceptance
 345   //
 346   if (theta<fThetamin || theta>fThetamax) return 0;
 347
 348   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 349   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 350   Int_t nSplitP, nSplitTheta;
 351   GetSplit(ip,itheta,nSplitP,nSplitTheta);
 352   // central value and corrections with spline
 353
 354   Float_t dp = p - fPmin;
 355   Int_t ibinp  = Int_t(nSplitP*(dp - fDeltaP * Int_t(dp / fDeltaP))/fDeltaP);
 356   Float_t dtheta = theta - fThetamin;
 357   Int_t ibintheta  = Int_t(nSplitTheta*(dtheta - fDeltaTheta * Int_t(dtheta / fDeltaTheta))/fDeltaTheta);
 358   Float_t acc = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fAcc[ibinp][ibintheta];
 359   return acc;
 360 }
 361
 362 Float_t AliMUONFastTracking::MeanP(Float_t p,   Float_t theta,
 363                             Float_t phi, Int_t charge) const
 364 {
 365   //
 366   // gets the mean value of the prec-pgen distribution
 367   //
 368     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 369     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 370     return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fMeanp;
 371 }
 372
 373 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaP(Float_t p,   Float_t theta,
 374                                     Float_t phi, Int_t charge) const
 375 {
 376   //
 377   // gets the width of the prec-pgen distribution
 378   //
 379     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 380     Int_t index;
 381     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 382     // central value and corrections with spline
 383     Float_t sigmap = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmap;
 384     if (!fSpline) return sigmap;
 385     // corrections vs p, theta, phi
 386     index = iphi + fNbinphi * itheta;
 387     Double_t xmin,ymin,xmax,ymax;
 388     Float_t frac1 = fSplineSigmap[index][0]->Eval(p)/sigmap;
 389
 390     if (p>fPmax-fDeltaP/2.) {
 391         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->fSigmap;
 392         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->fSigmap;
 393         Float_t s3 = fCurrentEntry[fNbinp-3][itheta][iphi]->fSigmap;
 394         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 395         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 396         Float_t p3  = fDeltaP * (fNbinp - 3 + 0.5) + fPmin;
 397         Float_t p12 = p1 * p1, p22 = p2 * p2, p32 = p3 * p3;
 398         Float_t d = p12*p2 + p1*p32 + p22*p3 - p32*p2 - p3*p12 - p22*p1;
 399         Float_t a = (s1*p2 + p1*s3 + s2*p3 - s3*p2 - p3*s1 - s2*p1) / d;
 400         Float_t b = (p12*s2 + s1*p32 + p22*s3 - p32*s2 - s3*p12 - p22*s1)/d;
 401         Float_t c = (p12*p2*s3 + p1*p32*s2 + p22*p3*s1
 402                      - p32*p2*s1 - p3*p12*s2 - p22*p1*s3) / d;
 403         Float_t sigma = a * p * p + b * p + c;
 404         frac1 = sigma/sigmap;
 405     }
 406     index = iphi + fNbinphi * ip;
 407     fSplineEff[index][1]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 408     fSplineEff[index][1]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 409     if (theta>xmax) theta = xmax;
 410     Float_t frac2 = fSplineSigmap[index][1]->Eval(theta)/sigmap;
 411     index = itheta + fNbintheta * ip;
 412     fSplineEff[index][2]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 413     fSplineEff[index][2]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 414     if (phi>xmax) phi = xmax;
 415     Float_t frac3 = fSplineSigmap[index][2]->Eval(phi)/sigmap;
 416     Float_t sigmatot = sigmap * frac1 * frac2 * frac3;
 417     if (sigmatot<0) sigmatot = sigmap;
 418     return sigmatot;
 419 }
 420
 421 Float_t AliMUONFastTracking::Sigma1P(Float_t p,   Float_t theta,
 422                             Float_t phi, Int_t charge) const
 423 {
 424   //
 425   // gets the width correction of the prec-pgen distribution (see FitP)
 426   //
 427     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 428     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 429     if (p>fPmax) {
 430         // linear extrapolation of sigmap for p out of range
 431         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->fSigma1p;
 432         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->fSigma1p;
 433         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 434         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 435         Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 436         return sigma;
 437     }
 438     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigma1p;
 439 }
 440
 441 Float_t AliMUONFastTracking::NormG2(Float_t p,   Float_t theta,
 442                                     Float_t phi, Int_t charge) const
 443 {
 444   //
 445   // gets the relative normalization of the background
 446   // (gaussian) component in the prec-pgen distribution
 447   //
 448     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 449     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 450     if (p>fPmax) {
 451         // linear extrapolation of sigmap for p out of range
 452         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->fNormG2;
 453         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->fNormG2;
 454         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 455         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 456         Float_t norm = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 457         return norm;
 458     }
 459     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fNormG2;
 460 }
 461
 462 Float_t AliMUONFastTracking::MeanG2(Float_t p,   Float_t theta,
 463                                     Float_t phi, Int_t charge) const
 464 {
 465   //
 466   // gets the mean value of the background
 467   // (gaussian) component in the prec-pgen distribution
 468   //
 469     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 470     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 471     if (p>fPmax) {
 472         // linear extrapolation of sigmap for p out of range
 473         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->fMeanG2;
 474         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->fMeanG2;
 475         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 476         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 477         Float_t norm = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 478         return norm;
 479     }
 480     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fMeanG2;
 481 }
 482
 483 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaG2(Float_t p,   Float_t theta,
 484                                      Float_t phi, Int_t charge) const
 485 {
 486   //
 487   // gets the width of the background
 488   // (gaussian) component in the prec-pgen distribution
 489   //
 490     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 491     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 492     if (p>fPmax) {
 493         // linear extrapolation of sigmap for p out of range
 494         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->fSigmaG2;
 495         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->fSigmaG2;
 496         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 497         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 498         Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 499         return sigma;
 500     }
 501     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmaG2;
 502 }
 503
 504
 505 Float_t AliMUONFastTracking::MeanTheta(Float_t p,   Float_t theta,
 506                                        Float_t phi, Int_t charge) const
 507 {
 508   //
 509   // gets the mean value of the thetarec-thetagen distribution
 510   //
 511     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 512     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 513     return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fMeantheta;
 514 }
 515
 516 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaTheta(Float_t p,   Float_t theta,
 517                             Float_t phi, Int_t charge) const
 518 {
 519   //
 520   // gets the width of the thetarec-thetagen distribution
 521   //
 522   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 523   Int_t index;
 524   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 525   // central value and corrections with spline
 526   Float_t sigmatheta = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmatheta;
 527   if (!fSpline) return sigmatheta;
 528   // corrections vs p, theta, phi
 529   index = iphi + fNbinphi * itheta;
 530   Double_t xmin,ymin,xmax,ymax;
 531   Float_t frac1 = fSplineSigmatheta[index][0]->Eval(p)/sigmatheta;
 532   if (p>fPmax-fDeltaP/2.) {
 533     // linear extrapolation of sigmap for p out of range
 534     Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->fSigmatheta;
 535     Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->fSigmatheta;
 536     Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 537     Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 538     Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 539     frac1=sigma/sigmatheta;
 540   }
 541   index = iphi + fNbinphi * ip;
 542   fSplineEff[index][1]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 543   fSplineEff[index][1]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 544   if (theta>xmax) theta = xmax;
 545   Float_t frac2 = fSplineSigmatheta[index][1]->Eval(theta)/sigmatheta;
 546   index = itheta + fNbintheta * ip;
 547   fSplineEff[index][2]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 548   fSplineEff[index][2]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 549   if (phi>xmax) phi = xmax;
 550   Float_t frac3 = fSplineSigmatheta[index][2]->Eval(phi)/sigmatheta;
 551   return sigmatheta * frac1 * frac2 * frac3;
 552 }
 553
 554
 555 Float_t AliMUONFastTracking::MeanPhi(Float_t p,   Float_t theta,
 556                             Float_t phi, Int_t charge) const
 557 {
 558   //
 559   // gets the mean value of the phirec-phigen distribution
 560   //
 561   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 562   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 563   return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fMeanphi;
 564 }
 565
 566 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaPhi(Float_t p,   Float_t theta,
 567                             Float_t phi, Int_t charge){
 568   //
 569   // gets the width of the phirec-phigen distribution
 570   //
 571   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 572   Int_t index;
 573   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 574   // central value and corrections with spline
 575   Float_t sigmaphi = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmaphi;
 576   if (!fSpline) return sigmaphi;
 577   // corrections vs p, theta, phi
 578   index = iphi + fNbinphi * itheta;
 579   Float_t frac1 = fSplineSigmaphi[index][0]->Eval(p)/sigmaphi;
 580   Double_t xmin,ymin,xmax,ymax;
 581   if (p>fPmax-fDeltaP/2.) {
 582     Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->fSigmaphi;
 583     Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->fSigmaphi;
 584     Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 585     Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 586     Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 587     frac1 = sigma/sigmaphi;
 588   }
 589
 590   index = iphi + fNbinphi * ip;
 591   fSplineEff[index][1]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 592   fSplineEff[index][1]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 593   if (theta>xmax) theta = xmax;
 594   Float_t frac2 = fSplineSigmaphi[index][1]->Eval(theta)/sigmaphi;
 595   index = itheta + fNbintheta * ip;
 596   fSplineEff[index][2]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 597   fSplineEff[index][2]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 598   if (phi>xmax) phi = xmax;
 599   Float_t frac3 = fSplineSigmaphi[index][2]->Eval(phi)/sigmaphi;
 600   return sigmaphi * frac1 * frac2 * frac3;
 601 }
 602
 603 void AliMUONFastTracking::SetSpline(){
 604   //
 605   // sets the spline functions for a smooth behaviour of the parameters
 606   // when going from one cell to another
 607   //
 608   printf ("Setting spline functions...");
 609   char splname[40];
 610   Double_t x[20][3];
 611   Double_t x2[50][3];
 612   Int_t nbins[3] = {fNbinp, fNbintheta, fNbinphi};
 613   Double_t xspl[20],yeff[50],ysigmap[20],ysigma1p[20];
 614   Double_t yacc[50], ysigmatheta[20],ysigmaphi[20];
 615   Double_t xsp2[50];
 616   // let's calculate the x axis for p, theta, phi
 617
 618   Int_t i, ispline, ivar;
 619   for (i=0; i< fNbinp; i++) x[i][0] = fPmin + fDeltaP * (i + 0.5);
 620   for (i=0; i< fNbintheta; i++) x[i][1] = fThetamin + fDeltaTheta * (i + 0.5);
 621   for (i=0; i< fNbinphi; i++) x[i][2] = fPhimin + fDeltaPhi * (i + 0.5);
 622
 623   for (i=0; i< 5 * fNbinp; i++) x2[i][0] = fPmin + fDeltaP * (i + 0.5)/5.;
 624   for (i=0; i< 5 * fNbintheta; i++) x2[i][1] = fThetamin + fDeltaTheta * (i + 0.5)/5.;
 625   for (i=0; i< 5 * fNbinphi; i++) x2[i][2] = fPhimin + fDeltaPhi * (i + 0.5)/5.;
 626
 627   // splines in p
 628   ivar = 0;
 629   for (i=0; i<nbins[ivar]; i++) xspl[i] = x[i][ivar];
 630   for (i=0; i<5 * nbins[ivar]; i++) xsp2[i] = x2[i][ivar];
 631   ispline=0;
 632   for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 633     for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 634       for (Int_t ip=0; ip<fNbinp; ip++) {
 635         //      for (Int_t i=0; i<5; i++) {
 636         //        yeff[5 * ip + i]  = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fEff[i];
 637         //        yacc[5 * ip + i]  = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fAcc[i];
 638         //      }
 639         ysigmap[ip]     = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmap;
 640         ysigma1p[ip]    = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigma1p;
 641         ysigmatheta[ip] = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmatheta;
 642         ysigmaphi[ip]   = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmaphi;
 643       }
 644       if (fPrintLevel>3) cout << " creating new spline " << splname << endl;
 645       sprintf (splname,"fSplineEff[%d][%d]",ispline,ivar);
 646       fSplineEff[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xsp2,yeff,5 * nbins[ivar]);
 647       sprintf (splname,"fSplineAcc[%d][%d]",ispline,ivar);
 648       fSplineAcc[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xsp2,yacc,5 * nbins[ivar]);
 649       sprintf (splname,"fSplineSigmap[%d][%d]",ispline,ivar);
 650       fSplineSigmap[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmap,nbins[ivar]);
 651       sprintf (splname,"fSplineSigma1p[%d][%d]",ispline,ivar);
 652       fSplineSigma1p[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigma1p,nbins[ivar]);
 653       sprintf (splname,"fSplineSigmatheta[%d][%d]",ispline,ivar);
 654       fSplineSigmatheta[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmatheta,nbins[ivar]);
 655       sprintf (splname,"fSplineSigmaphi[%d][%d]",ispline,ivar);
 656       fSplineSigmaphi[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmaphi,nbins[ivar]);
 657       ispline++;
 658     }
 659   }
 660
 661   ivar = 1;
 662   for (i=0; i<nbins[ivar]; i++) xspl[i] = x[i][ivar];
 663   ispline=0;
 664   for (Int_t ip=0; ip<fNbinp; ip++) {
 665     for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 666       for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 667         // for efficiency and acceptance let's take the central value
 668         //      yeff[itheta]        = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fEff[2];
 669         //      yacc[itheta]        = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fAcc[2];
 670         ysigmap[itheta]     = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmap;
 671         ysigma1p[itheta]    = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigma1p;
 672         ysigmatheta[itheta] = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmatheta;
 673         ysigmaphi[itheta]   = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmaphi;
 674       }
 675       if (fPrintLevel>3) cout << " creating new spline " << splname << endl;
 676       sprintf (splname,"fSplineEff[%d][%d]",ispline,ivar);
 677       fSplineEff[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yeff, nbins[ivar]);
 678       sprintf (splname,"fSplineAcc[%d][%d]",ispline,ivar);
 679       fSplineAcc[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yacc, nbins[ivar]);
 680       sprintf (splname,"fSplineSigmap[%d][%d]",ispline,ivar);
 681       fSplineSigmap[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmap,nbins[ivar]);
 682       sprintf (splname,"fSplineSigma1p[%d][%d]",ispline,ivar);
 683       fSplineSigma1p[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigma1p,nbins[ivar]);
 684       sprintf (splname,"fSplineSigmatheta[%d][%d]",ispline,ivar);
 685       fSplineSigmatheta[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmatheta,nbins[ivar]);
 686       sprintf (splname,"fSplineSigmaphi[%d][%d]",ispline,ivar);
 687       fSplineSigmaphi[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmaphi,nbins[ivar]);
 688       ispline++;
 689     }
 690   }
 691
 692   ivar = 2;
 693   for (i=0; i<nbins[ivar]; i++) xspl[i] = x[i][ivar];
 694   ispline=0;
 695   for (Int_t ip=0; ip<fNbinp; ip++) {
 696     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 697       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 698         // for efficiency and acceptance let's take the central value
 699         //      yeff[iphi]        = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fEff[2];
 700         //      yacc[iphi]        = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fAcc[2];
 701         ysigmap[iphi]     = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmap;
 702         ysigma1p[iphi]    = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigma1p;
 703         ysigmatheta[iphi] = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmatheta;
 704         ysigmaphi[iphi]   = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fSigmaphi;
 705       }
 706       if (fPrintLevel>3) cout << " creating new spline " << splname << endl;
 707       sprintf (splname,"fSplineEff[%d][%d]",ispline,ivar);
 708       fSplineEff[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yeff, nbins[ivar]);
 709       sprintf (splname,"fSplineAcc[%d][%d]",ispline,ivar);
 710       fSplineAcc[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yacc, nbins[ivar]);
 711       sprintf (splname,"fSplineSigmap[%d][%d]",ispline,ivar);
 712       fSplineSigmap[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmap,nbins[ivar]);
 713       sprintf (splname,"fSplineSigma1p[%d][%d]",ispline,ivar);
 714       fSplineSigma1p[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigma1p,nbins[ivar]);
 715       sprintf (splname,"fSplineSigmatheta[%d][%d]",ispline,ivar);
 716       fSplineSigmatheta[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmatheta,nbins[ivar]);
 717       sprintf (splname,"fSplineSigmaphi[%d][%d]",ispline,ivar);
 718       fSplineSigmaphi[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmaphi,nbins[ivar]);
 719       ispline++;
 720     }
 721   }
 722   printf ("...done\n");
 723 }
 724
 725 void AliMUONFastTracking::SetBackground(Float_t bkg){
 726   //
 727   // linear interpolation of the parameters in the LUT between 2 values where
 728   // the background has been actually calculated
 729   //
 730   if (bkg>2) printf ("WARNING: unsafe extrapolation!\n");
 731   fBkg = bkg;
 732
 733   Float_t bkgLevel[4] = {0, 0.5, 1, 2}; // bkg values for which LUT is calculated
 734   Int_t ibkg;
 735   for (ibkg=0; ibkg<4; ibkg++) if ( bkg < bkgLevel[ibkg]) break;
 736   if (ibkg == 4) ibkg--;
 737   if (ibkg == 0) ibkg++;
 738
 739   Float_t x0 = bkgLevel[ibkg-1];
 740   Float_t x1 = bkgLevel[ibkg];
 741   Float_t x = (bkg - x0) / (x1 - x0);
 742
 743   Float_t y0, y1;
 744
 745   for (Int_t ip=0; ip< fNbinp; ip++){
 746     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 747       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 748         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fP = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fP;
 749         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fTheta = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fTheta;
 750         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fPhi = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fPhi;
 751         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fChi2p = -1;
 752         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fChi2theta = -1;
 753         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fChi2phi = -1;
 754
 755         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fMeanp;
 756         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeanp;
 757         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fMeanp = (y1 - y0) * x + y0;
 758         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fMeantheta;
 759         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeantheta;
 760         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fMeantheta = (y1 - y0) * x + y0;
 761         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fMeanphi;
 762         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeanphi;
 763         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fMeanphi = (y1 - y0) * x + y0;
 764         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fSigmap;
 765         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmap;
 766         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fSigmap = (y1 - y0) * x + y0;
 767         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fSigmatheta;
 768         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmatheta;
 769         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fSigmatheta = (y1 - y0) * x + y0;
 770         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fSigmaphi;
 771         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmaphi;
 772         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fSigmaphi = (y1 - y0) * x + y0;
 773         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fSigma1p;
 774         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigma1p;
 775         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fSigma1p = (y1 - y0) * x + y0;
 776         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fNormG2;
 777         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fNormG2;
 778         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fNormG2 = (y1 - y0) * x + y0;
 779         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fMeanG2;
 780         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fMeanG2;
 781         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fMeanG2 = (y1 - y0) * x + y0;
 782
 783         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fSigmaG2;
 784         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fSigmaG2;
 785         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->fSigmaG2 = (y1 - y0) * x + y0;
 786         for (Int_t i=0; i<kSplitP; i++) {
 787           for (Int_t j=0; j<kSplitTheta; j++) {
 788             fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fAcc[i][j] = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fAcc[i][j];
 789             y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->fEff[i][j];
 790             y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->fEff[i][j];
 791             fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->fEff[i][j] = (y1 - y0) * x + y0;
 792           }
 793         }
 794       }
 795     }
 796   }
 797   SetSpline();
 798 }
 799
 800 TF1* AliMUONFastTracking::GetFitP(Int_t ip,Int_t itheta,Int_t iphi) {
 801   // gets the correct prec-pgen distribution for a given LUT cell
 802   if (!fFitp[ip][itheta][iphi]) {
 803     fFitp[ip][itheta][iphi] = new TF1("fit1",FitP,-20.,20.,6);
 804     fFitp[ip][itheta][iphi]->SetNpx(500);
 805     fFitp[ip][itheta][iphi]->SetParameters(0.,0.,0.,0.,0.,0.);
 806   }
 807   return fFitp[ip][itheta][iphi];
 808 }
 809
 810 AliMUONFastTracking& AliMUONFastTracking::operator=(const  AliMUONFastTracking& rhs)
 811 {
 812 // Assignment operator
 813     rhs.Copy(*this);
 814     return *this;
 815 }
 816
 817 void AliMUONFastTracking::Copy(AliMUONFastTracking&) const
 818 {
 819     //
 820     // Copy
 821     //
 822     Fatal("Copy","Not implemented!\n");
 823 }
 824
 825
 826
 827
 828
 829
 830
 831