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 1.12  2006/08/28 10:31:17  morsch
  19 Coding rule violations corrected (A. de Falco)
  20
  21 Revision 1.10  2006/01/27 09:51:37  morsch
  22 Some small corrections to avoid infinite loops at high momenta.
  23 (A. de Falco)
  24
  25 Revision 1.9  2004/02/03 16:45:20  morsch
  26 Unique name for functions (TF1).
  27
  28 Revision 1.8  2004/01/27 18:02:38  hristov
  29 Removing some warning (Sun)
  30
  31 Revision 1.7  2003/11/13 14:21:57  morsch
  32 Coding Rule violation corrections.
  33
  34 Revision 1.6  2003/08/12 15:16:25  morsch
  35 Saver initialisation of fFitp  array. (Lenaic COUEDEL)
  36
  37 Revision 1.5  2003/08/05 16:14:20  morsch
  38 Some problems with too big fluctuations corrected. (A. de Falco)
  39
  40 Revision 1.2  2003/01/08 10:29:33  morsch
  41 Path to data file changed.
  42
  43 Revision 1.1  2003/01/06 10:13:33  morsch
  44 First commit.
  45
  46 */
  47
  48 //-------------------------------------------------------------------------
  49 //        Class AliMUONFastTracking
  50 //
  51 //  Manager for the fast simulation of tracking in the muon spectrometer
  52 //  This class reads the lookup tables containing the parameterization
  53 //  of the deltap, deltatheta, deltaphi for different background levels
  54 //  and provides the related smeared parameters.
  55 //  Used by AliFastMuonTrackingEff, AliFastMuonTrackingAcc,
  56 //  AliFastMuonTrackingRes.
  57 //-------------------------------------------------------------------------
  58
  59 #include "AliMUONFastTracking.h"
  60 #include "AliMUONFastTrackingEntry.h"
  61 #include <TSpline.h>
  62 #include <TFile.h>
  63 #include <TH3.h>
  64 #include <TF1.h>
  65 #include <TRandom.h>
  66 #include <stdlib.h>
  67 #include <stdio.h>
  68 #include <string.h>
  69 #include <Riostream.h>
  70
  71 ClassImp(AliMUONFastTracking)
  72
  73
  74 AliMUONFastTracking* AliMUONFastTracking::fgMUONFastTracking=NULL;
  75
  76 static Double_t FitP(Double_t *x, Double_t *par){
  77     Double_t dx = x[0] - par[0];
  78     Double_t dx2 = x[0] - par[4];
  79     Double_t sigma = par[1] * ( 1 + par[2] * dx);
  80     if (sigma == 0) {
  81
  82         return 0.;
  83     }
  84     Double_t fasymm = TMath::Exp(-0.5 * dx * dx / (sigma * sigma));
  85     Double_t sigma2 = par[1] * par[5];
  86     Double_t fgauss = TMath::Exp(-0.5 * dx2 * dx2 / (sigma2 * sigma2));
  87     Double_t value = fasymm + par[3] * fgauss;
  88     return TMath::Abs(value);
  89 }
  90
  91 AliMUONFastTracking::AliMUONFastTracking(const AliMUONFastTracking & ft):
  92     TObject(),
  93     fNbinp(10),
  94     fPmin(0.),
  95     fPmax(200.),
  96     fDeltaP((fPmax-fPmin)/fNbinp),
  97     fNbintheta(10),
  98     fThetamin(2.),
  99     fThetamax(9.),
 100     fDeltaTheta((fThetamax-fThetamin)/fNbintheta),
 101     fNbinphi(10),
 102     fPhimin(-180.),
 103     fPhimax(180.),
 104     fDeltaPhi((fPhimax-fPhimin)/fNbinphi),
 105     fPrintLevel(1),
 106     fBkg(0.),
 107     fSpline(0),
 108     fClusterFinder(kOld)
 109 {
 110 // Copy constructor
 111     ft.Copy(*this);
 112 }
 113
 114
 115 AliMUONFastTracking* AliMUONFastTracking::Instance()
 116 {
 117 // Set random number generator
 118     if (fgMUONFastTracking) {
 119         return fgMUONFastTracking;
 120     } else {
 121         fgMUONFastTracking = new AliMUONFastTracking();
 122         return fgMUONFastTracking;
 123     }
 124 }
 125
 126 AliMUONFastTracking::AliMUONFastTracking():
 127     fNbinp(10),
 128     fPmin(0.),
 129     fPmax(200.),
 130     fDeltaP((fPmax-fPmin)/fNbinp),
 131     fNbintheta(10),
 132     fThetamin(2.),
 133     fThetamax(9.),
 134     fDeltaTheta((fThetamax-fThetamin)/fNbintheta),
 135     fNbinphi(10),
 136     fPhimin(-180.),
 137     fPhimax(180.),
 138     fDeltaPhi((fPhimax-fPhimin)/fNbinphi),
 139     fPrintLevel(1),
 140     fBkg(0.),
 141     fSpline(0),
 142     fClusterFinder(kOld)
 143 {
 144 //
 145 // constructor
 146 //
 147   for (Int_t i = 0; i<20;i++) {
 148     for (Int_t j = 0; j<20; j++) {
 149       for (Int_t k = 0; k<20; k++) {
 150         fFitp[i][j][k] = 0x0;
 151       }
 152     }
 153   }
 154 }
 155
 156 void AliMUONFastTracking::Init(Float_t bkg)
 157 {
 158   //
 159   //  Initialization
 160   //
 161   for (Int_t ip=0; ip< fNbinp; ip++){
 162     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 163       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 164         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi] = new AliMUONFastTrackingEntry;
 165         for (Int_t ibkg=0; ibkg<4; ibkg++){
 166           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg] = new AliMUONFastTrackingEntry;
 167         }
 168       }
 169     }
 170   }
 171
 172   char filename [100];
 173   if (fClusterFinder==kOld) sprintf (filename,"$(ALICE_ROOT)/FASTSIM/data/MUONtrackLUT.root");
 174   else sprintf (filename,"$(ALICE_ROOT)/FASTSIM/data/MUONtrackLUT-AZ.root");
 175
 176   TFile *file = new TFile(filename);
 177   ReadLUT(file);
 178   SetBackground(bkg);
 179   UseSpline(0);
 180 }
 181
 182
 183 void AliMUONFastTracking::ReadLUT(TFile* file)
 184 {
 185   //
 186   // read the lookup tables from file
 187   //
 188   TH3F *heff[5][3], *hacc[5][3], *hmeanp, *hsigmap, *hsigma1p, *hchi2p;
 189   TH3F *hnormg2, *hmeang2, *hsigmag2, *hmeantheta, *hsigmatheta, *hchi2theta;
 190   TH3F *hmeanphi, *hsigmaphi, *hchi2phi;
 191   char tag[40], tag2[40];
 192
 193   printf ("Reading parameters from LUT file %s...\n",file->GetName());
 194
 195   const Float_t kBkg[4] = {0, 0.5, 1, 2};
 196   for (Int_t ibkg=0; ibkg<4; ibkg++) {
 197     sprintf (tag,"BKG%g",kBkg[ibkg]);
 198     file->cd(tag);
 199     for (Int_t isplp = 0; isplp<kSplitP; isplp++) {
 200       for (Int_t ispltheta = 0; ispltheta<kSplitTheta; ispltheta++) {
 201         sprintf (tag2,"heff[%d][%d]",isplp,ispltheta);
 202         heff[isplp][ispltheta] = (TH3F*)gDirectory->Get(tag2);
 203         sprintf (tag2,"hacc[%d][%d]",isplp,ispltheta);
 204         hacc[isplp][ispltheta] = (TH3F*)gDirectory->Get(tag2);
 205       }
 206     }
 207     hmeanp      = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeanp");
 208     hsigmap     = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmap");
 209     hsigma1p    = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigma1p");
 210     hchi2p      = (TH3F*)gDirectory->Get("hchi2p");
 211     hnormg2     = (TH3F*)gDirectory->Get("hnormg2");
 212     hmeang2     = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeang2");
 213     hsigmag2    = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmag2");
 214     hmeantheta  = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeantheta");
 215     hsigmatheta = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmatheta");
 216     hchi2theta  = (TH3F*)gDirectory->Get("hchi2theta");
 217     hmeanphi    = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeanphi");
 218     hsigmaphi   = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmaphi");
 219     hchi2phi    = (TH3F*)gDirectory->Get("hchi2phi");
 220
 221     for (Int_t ip=0; ip<fNbinp ;ip++) {
 222       for (Int_t itheta=0; itheta<fNbintheta ;itheta++) {
 223         for (Int_t iphi=0; iphi<fNbinphi ;iphi++) {
 224           Float_t p     = fPmin     + fDeltaP     * (ip     + 0.5);
 225           Float_t theta = fThetamin + fDeltaTheta * (itheta + 0.5);
 226           Float_t phi   = fPhimin   + fDeltaPhi   * (iphi   + 0.5);
 227
 228           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetP(p);
 229           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetMeanp(hmeanp->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 230           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetSigmap(TMath::Abs(hsigmap->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1)));
 231           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetSigma1p(hsigma1p->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 232           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetChi2p(hchi2p->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 233           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetNormG2(hnormg2->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 234           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetMeanG2(hmeang2->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 235           if (ibkg == 0)  fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetSigmaG2(9999);
 236           else fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetSigmaG2(hsigmag2->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 237           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetTheta(theta);
 238           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetMeantheta(hmeantheta->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 239           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetSigmatheta(TMath::Abs(hsigmatheta->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1)));
 240           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetChi2theta(hchi2theta->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 241           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetPhi(phi);
 242           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetMeanphi(hmeanphi->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 243           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetSigmaphi(TMath::Abs(hsigmaphi->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1)));
 244           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetChi2phi(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]->SetAcc(i,j,hacc[i][j]->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 248               fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetEff(i,j,heff[i][j]->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
 249             }
 250           }
 251         } // iphi
 252       }  // itheta
 253     }   // ip
 254   }    // ibkg
 255
 256   TGraph *graph = new TGraph(3);
 257   TF1 *f = new TF1("f","[0]+[1]*x");
 258
 259   for (Int_t ip=0; ip< fNbinp; ip++){
 260     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 261       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 262         graph->SetPoint(0,0.5,fEntry[ip][itheta][iphi][1]->GetSigmaG2());
 263         graph->SetPoint(1,1,fEntry[ip][itheta][iphi][2]->GetSigmaG2());
 264         graph->SetPoint(2,2,fEntry[ip][itheta][iphi][3]->GetSigmaG2());
 265         graph->Fit("f","q");
 266         fEntry[ip][itheta][iphi][0]->SetSigmaG2(f->Eval(0));
 267       }
 268     }
 269   }
 270   f->Delete();
 271   graph->Delete();
 272   printf ("parameters read. \n");
 273 }
 274
 275 void AliMUONFastTracking::GetBinning(Int_t &nbinp, Float_t &pmin, Float_t &pmax,
 276                                      Int_t &nbintheta, Float_t &thetamin,
 277                                      Float_t &thetamax,
 278                                      Int_t &nbinphi, Float_t &phimin, Float_t &phimax) const
 279 {
 280   //
 281   // gets the binning for the discrete parametrizations in the lookup table
 282   //
 283     nbinp = fNbinp;
 284     pmin  = fPmin;
 285     pmax  = fPmax;
 286     nbintheta = fNbintheta;
 287     thetamin  = fThetamin;
 288     thetamax  = fThetamax;
 289     nbinphi = fNbinphi;
 290     phimin  = fPhimin;
 291     phimax  = fPhimax;
 292 }
 293
 294
 295 void AliMUONFastTracking::GetIpIthetaIphi(Float_t p, Float_t theta, Float_t phi,
 296                                           Int_t charge, Int_t &ip, Int_t &itheta,
 297                                           Int_t &iphi) const
 298 {
 299   //
 300   // gets the id of the cells in the LUT for a given (p,theta,phi, charge)
 301   //
 302     if (charge < 0) phi = -phi;
 303     ip           = Int_t (( p - fPmin ) / fDeltaP);
 304     itheta       = Int_t (( theta - fThetamin ) / fDeltaTheta);
 305     iphi         = Int_t (( phi - fPhimin ) / fDeltaPhi);
 306
 307
 308     if (ip< 0)  ip = 0;
 309     if (ip>= fNbinp) ip = fNbinp-1;
 310     if (itheta< 0) itheta = 0;
 311     if (itheta>= fNbintheta) itheta = fNbintheta-1;
 312
 313     if (iphi< 0) iphi = 0;
 314     if (iphi>= fNbinphi) iphi = fNbinphi-1;
 315 }
 316
 317 void AliMUONFastTracking::GetSplit(Int_t ip, Int_t itheta,
 318                                    Int_t &nSplitP, Int_t &nSplitTheta) const
 319 {
 320   //
 321   // the first cell is splitted in more bins for theta and momentum
 322   // parameterizations. Get the number of divisions for the splitted bins
 323   //
 324   if (ip==0) nSplitP = 5;
 325   else nSplitP = 2;
 326   if (itheta==0) nSplitTheta = 3;
 327   else nSplitTheta = 1;
 328 }
 329
 330 Float_t AliMUONFastTracking::Efficiency(Float_t p,   Float_t theta,
 331                                         Float_t phi, Int_t charge){
 332   //
 333   // gets the tracking efficiency
 334   //
 335   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 336   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 337   Int_t nSplitP, nSplitTheta;
 338   GetSplit(ip,itheta,nSplitP,nSplitTheta);
 339
 340   Float_t dp = p - fPmin;
 341   Int_t ibinp  = Int_t(nSplitP*(dp - fDeltaP * Int_t(dp / fDeltaP))/fDeltaP);
 342   Float_t dtheta = theta - fThetamin;
 343   Int_t ibintheta  = Int_t(nSplitTheta*(dtheta - fDeltaTheta * Int_t(dtheta / fDeltaTheta))/fDeltaTheta);
 344   Float_t eff = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetEff(ibinp,ibintheta);
 345   return eff;
 346 }
 347
 348 Float_t AliMUONFastTracking::Acceptance(Float_t p,   Float_t theta,
 349                                         Float_t phi, Int_t charge){
 350   //
 351   // gets the geometrical acceptance
 352   //
 353   if (theta<fThetamin || theta>fThetamax) return 0;
 354
 355   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 356   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 357   Int_t nSplitP, nSplitTheta;
 358   GetSplit(ip,itheta,nSplitP,nSplitTheta);
 359   // central value and corrections with spline
 360
 361   Float_t dp = p - fPmin;
 362   Int_t ibinp  = Int_t(nSplitP*(dp - fDeltaP * Int_t(dp / fDeltaP))/fDeltaP);
 363   Float_t dtheta = theta - fThetamin;
 364   Int_t ibintheta  = Int_t(nSplitTheta*(dtheta - fDeltaTheta * Int_t(dtheta / fDeltaTheta))/fDeltaTheta);
 365   Float_t acc = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetAcc(ibinp,ibintheta);
 366   return acc;
 367 }
 368
 369 Float_t AliMUONFastTracking::MeanP(Float_t p,   Float_t theta,
 370                             Float_t phi, Int_t charge) const
 371 {
 372   //
 373   // gets the mean value of the prec-pgen distribution
 374   //
 375     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 376     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 377     return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetMeanp();
 378 }
 379
 380 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaP(Float_t p,   Float_t theta,
 381                                     Float_t phi, Int_t charge) const
 382 {
 383   //
 384   // gets the width of the prec-pgen distribution
 385   //
 386     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 387     Int_t index;
 388     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 389     // central value and corrections with spline
 390     Float_t sigmap = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmap();
 391     if (!fSpline) return sigmap;
 392     // corrections vs p, theta, phi
 393     index = iphi + fNbinphi * itheta;
 394     Double_t xmin,ymin,xmax,ymax;
 395     Float_t frac1 = fSplineSigmap[index][0]->Eval(p)/sigmap;
 396
 397     if (p>fPmax-fDeltaP/2.) {
 398         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->GetSigmap();
 399         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->GetSigmap();
 400         Float_t s3 = fCurrentEntry[fNbinp-3][itheta][iphi]->GetSigmap();
 401         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 402         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 403         Float_t p3  = fDeltaP * (fNbinp - 3 + 0.5) + fPmin;
 404         Float_t p12 = p1 * p1, p22 = p2 * p2, p32 = p3 * p3;
 405         Float_t d = p12*p2 + p1*p32 + p22*p3 - p32*p2 - p3*p12 - p22*p1;
 406         Float_t a = (s1*p2 + p1*s3 + s2*p3 - s3*p2 - p3*s1 - s2*p1) / d;
 407         Float_t b = (p12*s2 + s1*p32 + p22*s3 - p32*s2 - s3*p12 - p22*s1)/d;
 408         Float_t c = (p12*p2*s3 + p1*p32*s2 + p22*p3*s1
 409                      - p32*p2*s1 - p3*p12*s2 - p22*p1*s3) / d;
 410         Float_t sigma = a * p * p + b * p + c;
 411         frac1 = sigma/sigmap;
 412     }
 413     index = iphi + fNbinphi * ip;
 414     fSplineEff[index][1]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 415     fSplineEff[index][1]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 416     if (theta>xmax) theta = xmax;
 417     Float_t frac2 = fSplineSigmap[index][1]->Eval(theta)/sigmap;
 418     index = itheta + fNbintheta * ip;
 419     fSplineEff[index][2]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 420     fSplineEff[index][2]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 421     if (phi>xmax) phi = xmax;
 422     Float_t frac3 = fSplineSigmap[index][2]->Eval(phi)/sigmap;
 423     Float_t sigmatot = sigmap * frac1 * frac2 * frac3;
 424     if (sigmatot<0) sigmatot = sigmap;
 425     return sigmatot;
 426 }
 427
 428 Float_t AliMUONFastTracking::Sigma1P(Float_t p,   Float_t theta,
 429                             Float_t phi, Int_t charge) const
 430 {
 431   //
 432   // gets the width correction of the prec-pgen distribution (see FitP)
 433   //
 434     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 435     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 436     if (p>fPmax) {
 437         // linear extrapolation of sigmap for p out of range
 438         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->GetSigma1p();
 439         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->GetSigma1p();
 440         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 441         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 442         Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 443         return sigma;
 444     }
 445     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigma1p();
 446 }
 447
 448 Float_t AliMUONFastTracking::NormG2(Float_t p,   Float_t theta,
 449                                     Float_t phi, Int_t charge) const
 450 {
 451   //
 452   // gets the relative normalization of the background
 453   // (gaussian) component in the prec-pgen distribution
 454   //
 455     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 456     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 457     if (p>fPmax) {
 458         // linear extrapolation of sigmap for p out of range
 459         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->GetNormG2();
 460         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->GetNormG2();
 461         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 462         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 463         Float_t norm = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 464         return norm;
 465     }
 466     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetNormG2();
 467 }
 468
 469 Float_t AliMUONFastTracking::MeanG2(Float_t p,   Float_t theta,
 470                                     Float_t phi, Int_t charge) const
 471 {
 472   //
 473   // gets the mean value of the background
 474   // (gaussian) component in the prec-pgen distribution
 475   //
 476     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 477     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 478     if (p>fPmax) {
 479         // linear extrapolation of sigmap for p out of range
 480         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->GetMeanG2();
 481         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->GetMeanG2();
 482         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 483         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 484         Float_t norm = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 485         return norm;
 486     }
 487     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetMeanG2();
 488 }
 489
 490 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaG2(Float_t p,   Float_t theta,
 491                                      Float_t phi, Int_t charge) const
 492 {
 493   //
 494   // gets the width of the background
 495   // (gaussian) component in the prec-pgen distribution
 496   //
 497     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 498     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 499     if (p>fPmax) {
 500         // linear extrapolation of sigmap for p out of range
 501         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->GetSigmaG2();
 502         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->GetSigmaG2();
 503         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 504         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 505         Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 506         return sigma;
 507     }
 508     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmaG2();
 509 }
 510
 511
 512 Float_t AliMUONFastTracking::MeanTheta(Float_t p,   Float_t theta,
 513                                        Float_t phi, Int_t charge) const
 514 {
 515   //
 516   // gets the mean value of the thetarec-thetagen distribution
 517   //
 518     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 519     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 520     return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetMeantheta();
 521 }
 522
 523 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaTheta(Float_t p,   Float_t theta,
 524                             Float_t phi, Int_t charge) const
 525 {
 526   //
 527   // gets the width of the thetarec-thetagen distribution
 528   //
 529   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 530   Int_t index;
 531   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 532   // central value and corrections with spline
 533   Float_t sigmatheta = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmatheta();
 534   if (!fSpline) return sigmatheta;
 535   // corrections vs p, theta, phi
 536   index = iphi + fNbinphi * itheta;
 537   Double_t xmin,ymin,xmax,ymax;
 538   Float_t frac1 = fSplineSigmatheta[index][0]->Eval(p)/sigmatheta;
 539   if (p>fPmax-fDeltaP/2.) {
 540     // linear extrapolation of sigmap for p out of range
 541     Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->GetSigmatheta();
 542     Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->GetSigmatheta();
 543     Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 544     Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 545     Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 546     frac1=sigma/sigmatheta;
 547   }
 548   index = iphi + fNbinphi * ip;
 549   fSplineEff[index][1]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 550   fSplineEff[index][1]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 551   if (theta>xmax) theta = xmax;
 552   Float_t frac2 = fSplineSigmatheta[index][1]->Eval(theta)/sigmatheta;
 553   index = itheta + fNbintheta * ip;
 554   fSplineEff[index][2]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 555   fSplineEff[index][2]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 556   if (phi>xmax) phi = xmax;
 557   Float_t frac3 = fSplineSigmatheta[index][2]->Eval(phi)/sigmatheta;
 558   return sigmatheta * frac1 * frac2 * frac3;
 559 }
 560
 561
 562 Float_t AliMUONFastTracking::MeanPhi(Float_t p,   Float_t theta,
 563                             Float_t phi, Int_t charge) const
 564 {
 565   //
 566   // gets the mean value of the phirec-phigen distribution
 567   //
 568   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 569   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 570   return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetMeanphi();
 571 }
 572
 573 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaPhi(Float_t p,   Float_t theta,
 574                             Float_t phi, Int_t charge){
 575   //
 576   // gets the width of the phirec-phigen distribution
 577   //
 578   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
 579   Int_t index;
 580   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
 581   // central value and corrections with spline
 582   Float_t sigmaphi = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmaphi();
 583   if (!fSpline) return sigmaphi;
 584   // corrections vs p, theta, phi
 585   index = iphi + fNbinphi * itheta;
 586   Float_t frac1 = fSplineSigmaphi[index][0]->Eval(p)/sigmaphi;
 587   Double_t xmin,ymin,xmax,ymax;
 588   if (p>fPmax-fDeltaP/2.) {
 589     Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->GetSigmaphi();
 590     Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->GetSigmaphi();
 591     Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
 592     Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
 593     Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) );
 594     frac1 = sigma/sigmaphi;
 595   }
 596
 597   index = iphi + fNbinphi * ip;
 598   fSplineEff[index][1]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 599   fSplineEff[index][1]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 600   if (theta>xmax) theta = xmax;
 601   Float_t frac2 = fSplineSigmaphi[index][1]->Eval(theta)/sigmaphi;
 602   index = itheta + fNbintheta * ip;
 603   fSplineEff[index][2]->GetKnot(0,xmin,ymin);
 604   fSplineEff[index][2]->GetKnot(9,xmax,ymax);
 605   if (phi>xmax) phi = xmax;
 606   Float_t frac3 = fSplineSigmaphi[index][2]->Eval(phi)/sigmaphi;
 607   return sigmaphi * frac1 * frac2 * frac3;
 608 }
 609
 610 void AliMUONFastTracking::SetSpline(){
 611   //
 612   // sets the spline functions for a smooth behaviour of the parameters
 613   // when going from one cell to another
 614   //
 615   printf ("Setting spline functions...");
 616   char splname[40];
 617   Double_t x[20][3];
 618   Double_t x2[50][3];
 619   Int_t nbins[3] = {fNbinp, fNbintheta, fNbinphi};
 620   Double_t xspl[20],yeff[50],ysigmap[20],ysigma1p[20];
 621   Double_t yacc[50], ysigmatheta[20],ysigmaphi[20];
 622   Double_t xsp2[50];
 623   // let's calculate the x axis for p, theta, phi
 624
 625   Int_t i, ispline, ivar;
 626   for (i=0; i< fNbinp; i++) x[i][0] = fPmin + fDeltaP * (i + 0.5);
 627   for (i=0; i< fNbintheta; i++) x[i][1] = fThetamin + fDeltaTheta * (i + 0.5);
 628   for (i=0; i< fNbinphi; i++) x[i][2] = fPhimin + fDeltaPhi * (i + 0.5);
 629
 630   for (i=0; i< 5 * fNbinp; i++) x2[i][0] = fPmin + fDeltaP * (i + 0.5)/5.;
 631   for (i=0; i< 5 * fNbintheta; i++) x2[i][1] = fThetamin + fDeltaTheta * (i + 0.5)/5.;
 632   for (i=0; i< 5 * fNbinphi; i++) x2[i][2] = fPhimin + fDeltaPhi * (i + 0.5)/5.;
 633
 634   // splines in p
 635   ivar = 0;
 636   for (i=0; i<nbins[ivar]; i++) xspl[i] = x[i][ivar];
 637   for (i=0; i<5 * nbins[ivar]; i++) xsp2[i] = x2[i][ivar];
 638   ispline=0;
 639   for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 640     for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 641       for (Int_t ip=0; ip<fNbinp; ip++) {
 642         ysigmap[ip]     = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmap();
 643         ysigma1p[ip]    = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigma1p();
 644         ysigmatheta[ip] = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmatheta();
 645         ysigmaphi[ip]   = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmaphi();
 646       }
 647       if (fPrintLevel>3) cout << " creating new spline " << splname << endl;
 648       sprintf (splname,"fSplineEff[%d][%d]",ispline,ivar);
 649       fSplineEff[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xsp2,yeff,5 * nbins[ivar]);
 650       sprintf (splname,"fSplineAcc[%d][%d]",ispline,ivar);
 651       fSplineAcc[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xsp2,yacc,5 * nbins[ivar]);
 652       sprintf (splname,"fSplineSigmap[%d][%d]",ispline,ivar);
 653       fSplineSigmap[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmap,nbins[ivar]);
 654       sprintf (splname,"fSplineSigma1p[%d][%d]",ispline,ivar);
 655       fSplineSigma1p[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigma1p,nbins[ivar]);
 656       sprintf (splname,"fSplineSigmatheta[%d][%d]",ispline,ivar);
 657       fSplineSigmatheta[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmatheta,nbins[ivar]);
 658       sprintf (splname,"fSplineSigmaphi[%d][%d]",ispline,ivar);
 659       fSplineSigmaphi[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmaphi,nbins[ivar]);
 660       ispline++;
 661     }
 662   }
 663
 664   ivar = 1;
 665   for (i=0; i<nbins[ivar]; i++) xspl[i] = x[i][ivar];
 666   ispline=0;
 667   for (Int_t ip=0; ip<fNbinp; ip++) {
 668     for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 669       for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 670         // for efficiency and acceptance let's take the central value
 671         ysigmap[itheta]     = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmap();
 672         ysigma1p[itheta]    = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigma1p();
 673         ysigmatheta[itheta] = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmatheta();
 674         ysigmaphi[itheta]   = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmaphi();
 675       }
 676       if (fPrintLevel>3) cout << " creating new spline " << splname << endl;
 677       sprintf (splname,"fSplineEff[%d][%d]",ispline,ivar);
 678       fSplineEff[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yeff, nbins[ivar]);
 679       sprintf (splname,"fSplineAcc[%d][%d]",ispline,ivar);
 680       fSplineAcc[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yacc, nbins[ivar]);
 681       sprintf (splname,"fSplineSigmap[%d][%d]",ispline,ivar);
 682       fSplineSigmap[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmap,nbins[ivar]);
 683       sprintf (splname,"fSplineSigma1p[%d][%d]",ispline,ivar);
 684       fSplineSigma1p[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigma1p,nbins[ivar]);
 685       sprintf (splname,"fSplineSigmatheta[%d][%d]",ispline,ivar);
 686       fSplineSigmatheta[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmatheta,nbins[ivar]);
 687       sprintf (splname,"fSplineSigmaphi[%d][%d]",ispline,ivar);
 688       fSplineSigmaphi[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmaphi,nbins[ivar]);
 689       ispline++;
 690     }
 691   }
 692
 693   ivar = 2;
 694   for (i=0; i<nbins[ivar]; i++) xspl[i] = x[i][ivar];
 695   ispline=0;
 696   for (Int_t ip=0; ip<fNbinp; ip++) {
 697     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 698       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 699         // for efficiency and acceptance let's take the central value
 700         ysigmap[iphi]     = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmap();
 701         ysigma1p[iphi]    = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigma1p();
 702         ysigmatheta[iphi] = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmatheta();
 703         ysigmaphi[iphi]   = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmaphi();
 704       }
 705       if (fPrintLevel>3) cout << " creating new spline " << splname << endl;
 706       sprintf (splname,"fSplineEff[%d][%d]",ispline,ivar);
 707       fSplineEff[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yeff, nbins[ivar]);
 708       sprintf (splname,"fSplineAcc[%d][%d]",ispline,ivar);
 709       fSplineAcc[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yacc, nbins[ivar]);
 710       sprintf (splname,"fSplineSigmap[%d][%d]",ispline,ivar);
 711       fSplineSigmap[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmap,nbins[ivar]);
 712       sprintf (splname,"fSplineSigma1p[%d][%d]",ispline,ivar);
 713       fSplineSigma1p[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigma1p,nbins[ivar]);
 714       sprintf (splname,"fSplineSigmatheta[%d][%d]",ispline,ivar);
 715       fSplineSigmatheta[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmatheta,nbins[ivar]);
 716       sprintf (splname,"fSplineSigmaphi[%d][%d]",ispline,ivar);
 717       fSplineSigmaphi[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmaphi,nbins[ivar]);
 718       ispline++;
 719     }
 720   }
 721   printf ("...done\n");
 722 }
 723
 724 void AliMUONFastTracking::SetBackground(Float_t bkg){
 725   //
 726   // linear interpolation of the parameters in the LUT between 2 values where
 727   // the background has been actually calculated
 728   //
 729   if (bkg>2) printf ("WARNING: unsafe extrapolation!\n");
 730   fBkg = bkg;
 731
 732   Float_t bkgLevel[4] = {0, 0.5, 1, 2}; // bkg values for which LUT is calculated
 733   Int_t ibkg;
 734   for (ibkg=0; ibkg<4; ibkg++) if ( bkg < bkgLevel[ibkg]) break;
 735   if (ibkg == 4) ibkg--;
 736   if (ibkg == 0) ibkg++;
 737
 738   Float_t x0 = bkgLevel[ibkg-1];
 739   Float_t x1 = bkgLevel[ibkg];
 740   Float_t x = (bkg - x0) / (x1 - x0);
 741
 742   Float_t y0, y1;
 743
 744   for (Int_t ip=0; ip< fNbinp; ip++){
 745     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
 746       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
 747         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetP(fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetP());
 748         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetTheta(fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetTheta());
 749         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetPhi(fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetPhi());
 750         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetChi2p(-1);
 751         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetChi2theta(-1);
 752         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetChi2phi(-1);
 753
 754         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetMeanp();
 755         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetMeanp();
 756         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetMeanp((y1 - y0) * x + y0);
 757         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetMeantheta();
 758         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetMeantheta();
 759         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetMeantheta((y1 - y0) * x +y0);
 760         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetMeanphi();
 761         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetMeanphi();
 762         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetMeanphi((y1 - y0) * x + y0);
 763         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetSigmap();
 764         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetSigmap();
 765         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetSigmap((y1 - y0) * x + y0);
 766         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetSigmatheta();
 767         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetSigmatheta();
 768         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetSigmatheta((y1 - y0) * x+y0);
 769         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetSigmaphi();
 770         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetSigmaphi();
 771         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetSigmaphi((y1 - y0) * x + y0);
 772         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetSigma1p();
 773         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetSigma1p();
 774         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetSigma1p((y1 - y0) * x + y0);
 775         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetNormG2();
 776         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetNormG2();
 777         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetNormG2((y1 - y0) * x + y0);
 778         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetMeanG2();
 779         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetMeanG2();
 780         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetMeanG2((y1 - y0) * x + y0);
 781
 782         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetSigmaG2();
 783         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetSigmaG2();
 784         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetSigmaG2((y1 - y0) * x + y0);
 785         for (Int_t i=0; i<kSplitP; i++) {
 786           for (Int_t j=0; j<kSplitTheta; j++) {
 787             fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetAcc(i,j,fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetAcc(i,j));
 788             y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetEff(i,j);
 789             y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetEff(i,j);
 790             fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetEff(i,j, (y1 - y0) * x + y0);
 791           }
 792         }
 793       }
 794     }
 795   }
 796   SetSpline();
 797 }
 798
 799 TF1* AliMUONFastTracking::GetFitP(Int_t ip,Int_t itheta,Int_t iphi) {
 800   // gets the correct prec-pgen distribution for a given LUT cell
 801   if (!fFitp[ip][itheta][iphi]) {
 802     char name[256];
 803     sprintf(name, "fit_%d_%d_%d", ip, itheta, iphi);
 804     fFitp[ip][itheta][iphi] = new TF1(name ,FitP,-20.,20.,6);
 805     fFitp[ip][itheta][iphi]->SetNpx(500);
 806     fFitp[ip][itheta][iphi]->SetParameters(0.,0.,0.,0.,0.,0.);
 807   }
 808   return fFitp[ip][itheta][iphi];
 809 }
 810
 811 AliMUONFastTracking& AliMUONFastTracking::operator=(const  AliMUONFastTracking& rhs)
 812 {
 813 // Assignment operator
 814     rhs.Copy(*this);
 815     return *this;
 816 }
 817
 818 void AliMUONFastTracking::Copy(TObject&) const
 819 {
 820     //
 821     // Copy
 822     //
 823     Fatal("Copy","Not implemented!\n");
 824 }
 825
 826
 827
 828
 829
 830
 831
 832