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