Coverity fixes.
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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 /* $Id$ */
17
18 //-------------------------------------------------------------------------
19 //        Class AliMUONFastTracking 
20 //
21 //  Manager for the fast simulation of tracking in the muon spectrometer
22 //  This class reads the lookup tables containing the parameterization 
23 //  of the deltap, deltatheta, deltaphi for different background levels
24 //  and provides the related smeared parameters. 
25 //  Used by AliFastMuonTrackingEff, AliFastMuonTrackingAcc, 
26 //  AliFastMuonTrackingRes. 
27 //-------------------------------------------------------------------------
28
29 #include <stdio.h>
30 #include <stdlib.h>
31 #include <string.h>
32
33 #include <Riostream.h>
34 #include <TF1.h>
35 #include <TFile.h>
36 #include <TH3.h>
37 #include <TMath.h>
38 #include <TRandom.h>
39 #include <TSpline.h>
40
41 #include "AliMUONFastTracking.h"
42 #include "AliMUONFastTrackingEntry.h"
43
44 ClassImp(AliMUONFastTracking)
45
46
47 AliMUONFastTracking* AliMUONFastTracking::fgMUONFastTracking=NULL;
48
49 static Double_t FitP(Double_t *x, Double_t *par){
50     Double_t dx = x[0] - par[0];
51     Double_t dx2 = x[0] - par[4];
52     Double_t sigma = par[1] * ( 1 + par[2] * dx);
53     if (sigma == 0) {    
54
55         return 0.;
56     }
57     Double_t fasymm = TMath::Exp(-0.5 * dx * dx / (sigma * sigma));
58     Double_t sigma2 = par[1] * par[5];
59     Double_t fgauss = TMath::Exp(-0.5 * dx2 * dx2 / (sigma2 * sigma2));
60     Double_t value = fasymm + par[3] * fgauss; 
61     return TMath::Abs(value);
62
63
64 AliMUONFastTracking::AliMUONFastTracking(const AliMUONFastTracking & ft):
65     TObject(),
66     fNbinp(10),
67     fPmin(0.),
68     fPmax(200.),
69     fDeltaP((fPmax-fPmin)/fNbinp),
70     fNbintheta(10),
71     fThetamin(2.),
72     fThetamax(9.),
73     fDeltaTheta((fThetamax-fThetamin)/fNbintheta),
74     fNbinphi(10),
75     fPhimin(-180.),
76     fPhimax(180.),
77     fDeltaPhi((fPhimax-fPhimin)/fNbinphi),
78     fPrintLevel(1),
79     fBkg(0.),
80     fSpline(0),
81     fClusterFinder(kOld)                                                                         
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     fNbinp(10),
101     fPmin(0.),
102     fPmax(200.),
103     fDeltaP((fPmax-fPmin)/fNbinp),
104     fNbintheta(10),
105     fThetamin(2.),
106     fThetamax(9.),
107     fDeltaTheta((fThetamax-fThetamin)/fNbintheta),
108     fNbinphi(10),
109     fPhimin(-180.),
110     fPhimax(180.),
111     fDeltaPhi((fPhimax-fPhimin)/fNbinphi),
112     fPrintLevel(1),
113     fBkg(0.),
114     fSpline(0),
115     fClusterFinder(kOld)
116 {
117 //
118 // constructor
119 //
120   for (Int_t i = 0; i<20;i++) {
121     for (Int_t j = 0; j<20; j++) {
122       for (Int_t k = 0; k<20; k++) {
123         fFitp[i][j][k] = 0x0;
124       }
125     }
126   }
127 }
128
129 void AliMUONFastTracking::Init(Float_t bkg)
130 {
131   //
132   //  Initialization
133   //
134   for (Int_t ip=0; ip< fNbinp; ip++){
135     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
136       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
137         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi] = new AliMUONFastTrackingEntry;
138         for (Int_t ibkg=0; ibkg<4; ibkg++){
139           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg] = new AliMUONFastTrackingEntry;
140         }
141       }
142     }
143   }
144   
145   char filename [100]; 
146   if (fClusterFinder==kOld) snprintf (filename, 100, "$(ALICE_ROOT)/FASTSIM/data/MUONtrackLUT.root"); 
147   else snprintf (filename, 100, "$(ALICE_ROOT)/FASTSIM/data/MUONtrackLUT-AZ.root"); 
148
149   TFile *file = new TFile(filename); 
150   ReadLUT(file);
151   SetBackground(bkg);
152   UseSpline(0);
153 }
154
155
156 void AliMUONFastTracking::ReadLUT(TFile* file)
157 {
158   //
159   // read the lookup tables from file
160   //
161   TH3F *heff[5][3], *hacc[5][3], *hmeanp, *hsigmap, *hsigma1p, *hchi2p;
162   TH3F *hnormg2, *hmeang2, *hsigmag2, *hmeantheta, *hsigmatheta, *hchi2theta;
163   TH3F *hmeanphi, *hsigmaphi, *hchi2phi;
164   char tag[40], tag2[40]; 
165   
166   printf ("Reading parameters from LUT file %s...\n",file->GetName());
167
168   const Float_t kBkg[4] = {0, 0.5, 1, 2};
169   for (Int_t ibkg=0; ibkg<4; ibkg++) {
170     snprintf (tag, 40, "BKG%g",kBkg[ibkg]); 
171     file->cd(tag);
172     for (Int_t isplp = 0; isplp<kSplitP; isplp++) { 
173       for (Int_t ispltheta = 0; ispltheta<kSplitTheta; ispltheta++) { 
174         snprintf (tag2, 40, "heff[%d][%d]",isplp,ispltheta); 
175         heff[isplp][ispltheta] = (TH3F*)gDirectory->Get(tag2);
176         snprintf (tag2, 40, "hacc[%d][%d]",isplp,ispltheta); 
177         hacc[isplp][ispltheta] = (TH3F*)gDirectory->Get(tag2);
178       }
179     }    
180     hmeanp      = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeanp");
181     hsigmap     = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmap");
182     hsigma1p    = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigma1p");
183     hchi2p      = (TH3F*)gDirectory->Get("hchi2p");
184     hnormg2     = (TH3F*)gDirectory->Get("hnormg2");
185     hmeang2     = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeang2");
186     hsigmag2    = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmag2");
187     hmeantheta  = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeantheta");
188     hsigmatheta = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmatheta");
189     hchi2theta  = (TH3F*)gDirectory->Get("hchi2theta");
190     hmeanphi    = (TH3F*)gDirectory->Get("hmeanphi");
191     hsigmaphi   = (TH3F*)gDirectory->Get("hsigmaphi");
192     hchi2phi    = (TH3F*)gDirectory->Get("hchi2phi");
193     
194     for (Int_t ip=0; ip<fNbinp ;ip++) {
195       for (Int_t itheta=0; itheta<fNbintheta ;itheta++) {
196         for (Int_t iphi=0; iphi<fNbinphi ;iphi++) {
197           Float_t p     = fPmin     + fDeltaP     * (ip     + 0.5);
198           Float_t theta = fThetamin + fDeltaTheta * (itheta + 0.5);
199           Float_t phi   = fPhimin   + fDeltaPhi   * (iphi   + 0.5);
200           
201           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetP(p);
202           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetMeanp(hmeanp->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
203           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetSigmap(TMath::Abs(hsigmap->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1)));
204           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetSigma1p(hsigma1p->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
205           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetChi2p(hchi2p->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
206           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetNormG2(hnormg2->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
207           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetMeanG2(hmeang2->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
208           if (ibkg == 0)  fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetSigmaG2(9999);
209           else fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetSigmaG2(hsigmag2->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
210           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetTheta(theta);
211           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetMeantheta(hmeantheta->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
212           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetSigmatheta(TMath::Abs(hsigmatheta->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1)));
213           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetChi2theta(hchi2theta->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
214           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetPhi(phi);
215           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetMeanphi(hmeanphi->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
216           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetSigmaphi(TMath::Abs(hsigmaphi->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1)));
217           fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetChi2phi(hchi2phi->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
218           for (Int_t i=0; i<kSplitP; i++) { 
219             for (Int_t j=0; j<kSplitTheta; j++) { 
220               fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetAcc(i,j,hacc[i][j]->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
221               fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->SetEff(i,j,heff[i][j]->GetBinContent(ip+1,itheta+1,iphi+1));
222             }
223           }
224         } // iphi 
225       }  // itheta
226     }   // ip
227   }    // ibkg
228
229   TGraph *graph = new TGraph(3); 
230   TF1 *f = new TF1("f","[0]+[1]*x"); 
231   
232   for (Int_t ip=0; ip< fNbinp; ip++){
233     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
234       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
235         graph->SetPoint(0,0.5,fEntry[ip][itheta][iphi][1]->GetSigmaG2());
236         graph->SetPoint(1,1,fEntry[ip][itheta][iphi][2]->GetSigmaG2());
237         graph->SetPoint(2,2,fEntry[ip][itheta][iphi][3]->GetSigmaG2());
238         graph->Fit("f","q"); 
239         fEntry[ip][itheta][iphi][0]->SetSigmaG2(f->Eval(0)); 
240       }
241     }
242   }
243   f->Delete();
244   graph->Delete();
245   printf ("parameters read. \n");
246 }
247
248 void AliMUONFastTracking::GetBinning(Int_t &nbinp, Float_t &pmin, Float_t &pmax,
249                                      Int_t &nbintheta, Float_t &thetamin, 
250                                      Float_t &thetamax,
251                                      Int_t &nbinphi, Float_t &phimin, Float_t &phimax) const 
252 {
253   //
254   // gets the binning for the discrete parametrizations in the lookup table
255   //
256     nbinp = fNbinp;
257     pmin  = fPmin;
258     pmax  = fPmax;
259     nbintheta = fNbintheta;
260     thetamin  = fThetamin;
261     thetamax  = fThetamax;
262     nbinphi = fNbinphi;
263     phimin  = fPhimin;
264     phimax  = fPhimax;
265 }
266
267
268 void AliMUONFastTracking::GetIpIthetaIphi(Float_t p, Float_t theta, Float_t phi, 
269                                           Int_t charge, Int_t &ip, Int_t &itheta, 
270                                           Int_t &iphi) const
271 {
272   //
273   // gets the id of the cells in the LUT for a given (p,theta,phi, charge)
274   //
275     if (charge < 0) phi = -phi;
276     ip           = Int_t (( p - fPmin ) / fDeltaP);
277     itheta       = Int_t (( theta - fThetamin ) / fDeltaTheta);
278     iphi         = Int_t (( phi - fPhimin ) / fDeltaPhi);
279     
280     
281     if (ip< 0)  ip = 0;
282     if (ip>= fNbinp) ip = fNbinp-1;
283     if (itheta< 0) itheta = 0;
284     if (itheta>= fNbintheta) itheta = fNbintheta-1;
285     
286     if (iphi< 0) iphi = 0;
287     if (iphi>= fNbinphi) iphi = fNbinphi-1;
288 }
289
290 void AliMUONFastTracking::GetSplit(Int_t ip, Int_t itheta, 
291                                    Int_t &nSplitP, Int_t &nSplitTheta) const 
292
293   //
294   // the first cell is splitted in more bins for theta and momentum
295   // parameterizations. Get the number of divisions for the splitted bins
296   //
297   if (ip==0) nSplitP = 5; 
298   else nSplitP = 2; 
299   if (itheta==0) nSplitTheta = 3; 
300   else nSplitTheta = 1; 
301 }
302
303 Float_t AliMUONFastTracking::Efficiency(Float_t p,   Float_t theta, 
304                                         Float_t phi, Int_t charge){
305   //
306   // gets the tracking efficiency
307   //
308   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
309   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
310   Int_t nSplitP, nSplitTheta; 
311   GetSplit(ip,itheta,nSplitP,nSplitTheta); 
312
313   Float_t dp = p - fPmin;
314   Int_t ibinp  = Int_t(nSplitP*(dp - fDeltaP * Int_t(dp / fDeltaP))/fDeltaP); 
315   Float_t dtheta = theta - fThetamin;
316   Int_t ibintheta  = Int_t(nSplitTheta*(dtheta - fDeltaTheta * Int_t(dtheta / fDeltaTheta))/fDeltaTheta); 
317   Float_t eff = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetEff(ibinp,ibintheta);
318   return eff;   
319 }
320
321 Float_t AliMUONFastTracking::Acceptance(Float_t p,   Float_t theta, 
322                                         Float_t phi, Int_t charge){
323   //
324   // gets the geometrical acceptance
325   //
326   if (theta<fThetamin || theta>fThetamax) return 0; 
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   // central value and corrections with spline 
333   
334   Float_t dp = p - fPmin;
335   Int_t ibinp  = Int_t(nSplitP*(dp - fDeltaP * Int_t(dp / fDeltaP))/fDeltaP); 
336   Float_t dtheta = theta - fThetamin;
337   Int_t ibintheta  = Int_t(nSplitTheta*(dtheta - fDeltaTheta * Int_t(dtheta / fDeltaTheta))/fDeltaTheta); 
338   Float_t acc = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetAcc(ibinp,ibintheta);
339   return acc;   
340 }
341
342 Float_t AliMUONFastTracking::MeanP(Float_t p,   Float_t theta, 
343                             Float_t phi, Int_t charge) const
344 {
345   //
346   // gets the mean value of the prec-pgen distribution
347   //
348     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
349     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
350     return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetMeanp();
351 }
352
353 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaP(Float_t p,   Float_t theta, 
354                                     Float_t phi, Int_t charge) const
355 {
356   //
357   // gets the width of the prec-pgen distribution
358   //
359     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
360     Int_t index;
361     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
362     // central value and corrections with spline 
363     Float_t sigmap = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmap();
364     if (!fSpline) return sigmap;
365     // corrections vs p, theta, phi 
366     index = iphi + fNbinphi * itheta;
367     Double_t xmin,ymin,xmax,ymax;
368     Float_t frac1 = fSplineSigmap[index][0]->Eval(p)/sigmap; 
369     
370     if (p>fPmax-fDeltaP/2.) {
371         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->GetSigmap();
372         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->GetSigmap();
373         Float_t s3 = fCurrentEntry[fNbinp-3][itheta][iphi]->GetSigmap();
374         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
375         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
376         Float_t p3  = fDeltaP * (fNbinp - 3 + 0.5) + fPmin;
377         Float_t p12 = p1 * p1, p22 = p2 * p2, p32 = p3 * p3;
378         Float_t d = p12*p2 + p1*p32 + p22*p3 - p32*p2 - p3*p12 - p22*p1;
379         Float_t a = (s1*p2 + p1*s3 + s2*p3 - s3*p2 - p3*s1 - s2*p1) / d;
380         Float_t b = (p12*s2 + s1*p32 + p22*s3 - p32*s2 - s3*p12 - p22*s1)/d;
381         Float_t c = (p12*p2*s3 + p1*p32*s2 + p22*p3*s1 
382                      - p32*p2*s1 - p3*p12*s2 - p22*p1*s3) / d;
383         Float_t sigma = a * p * p + b * p + c;
384         frac1 = sigma/sigmap;
385     }
386     index = iphi + fNbinphi * ip;
387     fSplineEff[index][1]->GetKnot(0,xmin,ymin);
388     fSplineEff[index][1]->GetKnot(9,xmax,ymax);
389     if (theta>xmax) theta = xmax;
390     Float_t frac2 = fSplineSigmap[index][1]->Eval(theta)/sigmap; 
391     index = itheta + fNbintheta * ip;
392     fSplineEff[index][2]->GetKnot(0,xmin,ymin);
393     fSplineEff[index][2]->GetKnot(9,xmax,ymax);
394     if (phi>xmax) phi = xmax;
395     Float_t frac3 = fSplineSigmap[index][2]->Eval(phi)/sigmap;
396     Float_t sigmatot = sigmap * frac1 * frac2 * frac3;
397     if (sigmatot<0) sigmatot = sigmap;
398     return sigmatot;
399 }
400
401 Float_t AliMUONFastTracking::Sigma1P(Float_t p,   Float_t theta, 
402                             Float_t phi, Int_t charge) const
403 {
404   //
405   // gets the width correction of the prec-pgen distribution (see FitP)
406   //
407     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
408     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
409     if (p>fPmax) {
410         // linear extrapolation of sigmap for p out of range 
411         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->GetSigma1p();
412         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->GetSigma1p();
413         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
414         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
415         Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) ); 
416         return sigma;
417     }
418     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigma1p();
419 }
420
421 Float_t AliMUONFastTracking::NormG2(Float_t p,   Float_t theta, 
422                                     Float_t phi, Int_t charge) const
423 {
424   //
425   // gets the relative normalization of the background
426   // (gaussian) component in the prec-pgen distribution
427   //
428     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
429     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
430     if (p>fPmax) {
431         // linear extrapolation of sigmap for p out of range 
432         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->GetNormG2();
433         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->GetNormG2();
434         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
435         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
436         Float_t norm = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) ); 
437         return norm;
438     }
439     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetNormG2();
440 }
441
442 Float_t AliMUONFastTracking::MeanG2(Float_t p,   Float_t theta, 
443                                     Float_t phi, Int_t charge) const
444 {
445   //
446   // gets the mean value of the background
447   // (gaussian) component in the prec-pgen distribution
448   //
449     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
450     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
451     if (p>fPmax) {
452         // linear extrapolation of sigmap for p out of range 
453         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->GetMeanG2();
454         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->GetMeanG2();
455         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
456         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
457         Float_t norm = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) ); 
458         return norm;
459     }
460     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetMeanG2();
461 }
462
463 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaG2(Float_t p,   Float_t theta, 
464                                      Float_t phi, Int_t charge) const
465 {
466   //
467   // gets the width of the background
468   // (gaussian) component in the prec-pgen distribution
469   //
470     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
471     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
472     if (p>fPmax) {
473         // linear extrapolation of sigmap for p out of range 
474         Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->GetSigmaG2();
475         Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->GetSigmaG2();
476         Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
477         Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
478         Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) ); 
479         return sigma;
480     }
481     else return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmaG2();
482 }
483
484
485 Float_t AliMUONFastTracking::MeanTheta(Float_t p,   Float_t theta, 
486                                        Float_t phi, Int_t charge) const
487 {
488   //
489   // gets the mean value of the thetarec-thetagen distribution
490   //
491     Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
492     GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
493     return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetMeantheta();
494 }
495
496 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaTheta(Float_t p,   Float_t theta,  
497                             Float_t phi, Int_t charge) const
498 {
499   //
500   // gets the width of the thetarec-thetagen distribution
501   //
502   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
503   Int_t index;
504   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
505   // central value and corrections with spline 
506   Float_t sigmatheta = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmatheta();
507   if (!fSpline) return sigmatheta;
508   // corrections vs p, theta, phi 
509   index = iphi + fNbinphi * itheta;
510   Double_t xmin,ymin,xmax,ymax;
511   Float_t frac1 = fSplineSigmatheta[index][0]->Eval(p)/sigmatheta; 
512   if (p>fPmax-fDeltaP/2.) {
513     // linear extrapolation of sigmap for p out of range 
514     Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->GetSigmatheta();
515     Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->GetSigmatheta();
516     Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
517     Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
518     Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) ); 
519     frac1=sigma/sigmatheta;
520   }
521   index = iphi + fNbinphi * ip;
522   fSplineEff[index][1]->GetKnot(0,xmin,ymin);
523   fSplineEff[index][1]->GetKnot(9,xmax,ymax);
524   if (theta>xmax) theta = xmax;
525   Float_t frac2 = fSplineSigmatheta[index][1]->Eval(theta)/sigmatheta; 
526   index = itheta + fNbintheta * ip;
527   fSplineEff[index][2]->GetKnot(0,xmin,ymin);
528   fSplineEff[index][2]->GetKnot(9,xmax,ymax);
529   if (phi>xmax) phi = xmax;
530   Float_t frac3 = fSplineSigmatheta[index][2]->Eval(phi)/sigmatheta;
531   return sigmatheta * frac1 * frac2 * frac3;
532 }
533
534
535 Float_t AliMUONFastTracking::MeanPhi(Float_t p,   Float_t theta, 
536                             Float_t phi, Int_t charge) const
537 {
538   //
539   // gets the mean value of the phirec-phigen distribution
540   //
541   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
542   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
543   return fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetMeanphi();
544 }
545
546 Float_t AliMUONFastTracking::SigmaPhi(Float_t p,   Float_t theta, 
547                             Float_t phi, Int_t charge){
548   //
549   // gets the width of the phirec-phigen distribution
550   //
551   Int_t ip=0, itheta=0, iphi=0;
552   Int_t index;
553   GetIpIthetaIphi(p,theta,phi,charge,ip,itheta,iphi);
554   // central value and corrections with spline 
555   Float_t sigmaphi = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmaphi();
556   if (!fSpline) return sigmaphi;
557   // corrections vs p, theta, phi 
558   index = iphi + fNbinphi * itheta;
559   Float_t frac1 = fSplineSigmaphi[index][0]->Eval(p)/sigmaphi; 
560   Double_t xmin,ymin,xmax,ymax;
561   if (p>fPmax-fDeltaP/2.) {
562     Float_t s1 = fCurrentEntry[fNbinp-1][itheta][iphi]->GetSigmaphi();
563     Float_t s2 = fCurrentEntry[fNbinp-2][itheta][iphi]->GetSigmaphi();
564     Float_t p1  = fDeltaP * (fNbinp - 1 + 0.5) + fPmin;
565     Float_t p2  = fDeltaP * (fNbinp - 2 + 0.5) + fPmin;
566     Float_t sigma = 1./(p1-p2) * ( (s1-s2)*p + (s2-s1)*p1 + s1*(p1-p2) ); 
567     frac1 = sigma/sigmaphi;
568   }
569   
570   index = iphi + fNbinphi * ip;
571   fSplineEff[index][1]->GetKnot(0,xmin,ymin);
572   fSplineEff[index][1]->GetKnot(9,xmax,ymax);
573   if (theta>xmax) theta = xmax;
574   Float_t frac2 = fSplineSigmaphi[index][1]->Eval(theta)/sigmaphi; 
575   index = itheta + fNbintheta * ip;
576   fSplineEff[index][2]->GetKnot(0,xmin,ymin);
577   fSplineEff[index][2]->GetKnot(9,xmax,ymax);
578   if (phi>xmax) phi = xmax;
579   Float_t frac3 = fSplineSigmaphi[index][2]->Eval(phi)/sigmaphi;
580   return sigmaphi * frac1 * frac2 * frac3;
581 }
582
583 void AliMUONFastTracking::SetSpline(){
584   //
585   // sets the spline functions for a smooth behaviour of the parameters
586   // when going from one cell to another
587   //
588   printf ("Setting spline functions...");
589   char splname[40];
590   Double_t x[20][3];
591   Double_t x2[50][3];
592   Int_t nbins[3] = {fNbinp, fNbintheta, fNbinphi};
593   Double_t xspl[20],yeff[50],ysigmap[20],ysigma1p[20];
594   Double_t yacc[50], ysigmatheta[20],ysigmaphi[20];
595   Double_t xsp2[50];
596   // let's calculate the x axis for p, theta, phi
597   
598   Int_t i, ispline, ivar;
599   for (i=0; i< fNbinp; i++) x[i][0] = fPmin + fDeltaP * (i + 0.5);
600   for (i=0; i< fNbintheta; i++) x[i][1] = fThetamin + fDeltaTheta * (i + 0.5);
601   for (i=0; i< fNbinphi; i++) x[i][2] = fPhimin + fDeltaPhi * (i + 0.5);
602   
603   for (i=0; i< 5 * fNbinp; i++) x2[i][0] = fPmin + fDeltaP * (i + 0.5)/5.;
604   for (i=0; i< 5 * fNbintheta; i++) x2[i][1] = fThetamin + fDeltaTheta * (i + 0.5)/5.;
605   for (i=0; i< 5 * fNbinphi; i++) x2[i][2] = fPhimin + fDeltaPhi * (i + 0.5)/5.;
606   
607   // splines in p
608   ivar = 0; 
609   for (i=0; i<nbins[ivar]; i++) xspl[i] = x[i][ivar];
610   for (i=0; i<5 * nbins[ivar]; i++) xsp2[i] = x2[i][ivar];
611   ispline=0;
612   for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
613     for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
614       for (Int_t ip=0; ip<fNbinp; ip++) {
615         ysigmap[ip]     = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmap();
616         ysigma1p[ip]    = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigma1p();
617         ysigmatheta[ip] = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmatheta();
618         ysigmaphi[ip]   = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmaphi();
619       }
620       if (fPrintLevel>3) cout << " creating new spline " << splname << endl;
621       snprintf (splname, 40, "fSplineEff[%d][%d]",ispline,ivar);
622       fSplineEff[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xsp2,yeff,5 * nbins[ivar]);
623       snprintf (splname, 40, "fSplineAcc[%d][%d]",ispline,ivar);
624       fSplineAcc[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xsp2,yacc,5 * nbins[ivar]);
625       snprintf (splname, 40, "fSplineSigmap[%d][%d]",ispline,ivar);
626       fSplineSigmap[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmap,nbins[ivar]);
627       snprintf (splname, 40, "fSplineSigma1p[%d][%d]",ispline,ivar);
628       fSplineSigma1p[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigma1p,nbins[ivar]);
629       snprintf (splname, 40, "fSplineSigmatheta[%d][%d]",ispline,ivar);
630       fSplineSigmatheta[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmatheta,nbins[ivar]);
631       snprintf (splname, 40, "fSplineSigmaphi[%d][%d]",ispline,ivar);
632       fSplineSigmaphi[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmaphi,nbins[ivar]);
633       ispline++;
634     }
635   }
636
637   ivar = 1; 
638   for (i=0; i<nbins[ivar]; i++) xspl[i] = x[i][ivar];
639   ispline=0;
640   for (Int_t ip=0; ip<fNbinp; ip++) {
641     for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
642       for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
643         // for efficiency and acceptance let's take the central value
644         ysigmap[itheta]     = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmap();
645         ysigma1p[itheta]    = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigma1p();
646         ysigmatheta[itheta] = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmatheta();
647         ysigmaphi[itheta]   = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmaphi();
648       }
649       if (fPrintLevel>3) cout << " creating new spline " << splname << endl;
650       snprintf (splname, 40, "fSplineEff[%d][%d]",ispline,ivar);
651       fSplineEff[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yeff, nbins[ivar]);
652       snprintf (splname, 40, "fSplineAcc[%d][%d]",ispline,ivar);
653       fSplineAcc[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yacc, nbins[ivar]);
654       snprintf (splname, 40, "fSplineSigmap[%d][%d]",ispline,ivar);
655       fSplineSigmap[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmap,nbins[ivar]);
656       snprintf (splname, 40, "fSplineSigma1p[%d][%d]",ispline,ivar);
657       fSplineSigma1p[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigma1p,nbins[ivar]);
658       snprintf (splname, 40, "fSplineSigmatheta[%d][%d]",ispline,ivar);
659       fSplineSigmatheta[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmatheta,nbins[ivar]);
660       snprintf (splname, 40, "fSplineSigmaphi[%d][%d]",ispline,ivar);
661       fSplineSigmaphi[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmaphi,nbins[ivar]);
662       ispline++;
663     }
664   }
665
666   ivar = 2; 
667   for (i=0; i<nbins[ivar]; i++) xspl[i] = x[i][ivar];
668   ispline=0;
669   for (Int_t ip=0; ip<fNbinp; ip++) {
670     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
671       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
672         // for efficiency and acceptance let's take the central value
673         ysigmap[iphi]     = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmap();
674         ysigma1p[iphi]    = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigma1p();
675         ysigmatheta[iphi] = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmatheta();
676         ysigmaphi[iphi]   = fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->GetSigmaphi();
677       }
678       if (fPrintLevel>3) cout << " creating new spline " << splname << endl;
679       snprintf (splname, 40, "fSplineEff[%d][%d]",ispline,ivar);
680       fSplineEff[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yeff, nbins[ivar]);
681       snprintf (splname, 40, "fSplineAcc[%d][%d]",ispline,ivar);
682       fSplineAcc[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,yacc, nbins[ivar]);
683       snprintf (splname, 40, "fSplineSigmap[%d][%d]",ispline,ivar);
684       fSplineSigmap[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmap,nbins[ivar]);
685       snprintf (splname, 40, "fSplineSigma1p[%d][%d]",ispline,ivar);
686       fSplineSigma1p[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigma1p,nbins[ivar]);
687       snprintf (splname, 40, "fSplineSigmatheta[%d][%d]",ispline,ivar);
688       fSplineSigmatheta[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmatheta,nbins[ivar]);
689       snprintf (splname, 40, "fSplineSigmaphi[%d][%d]",ispline,ivar);
690       fSplineSigmaphi[ispline][ivar] = new TSpline3(splname,xspl,ysigmaphi,nbins[ivar]);
691       ispline++;
692     }
693   }
694   printf ("...done\n");
695 }
696   
697 void AliMUONFastTracking::SetBackground(Float_t bkg){
698   //
699   // linear interpolation of the parameters in the LUT between 2 values where
700   // the background has been actually calculated
701   //
702   if (bkg>2) printf ("WARNING: unsafe extrapolation!\n");
703   fBkg = bkg;
704
705   Float_t bkgLevel[4] = {0, 0.5, 1, 2}; // bkg values for which LUT is calculated
706   Int_t ibkg;
707   for (ibkg=0; ibkg<4; ibkg++) if ( bkg < bkgLevel[ibkg]) break;
708   if (ibkg == 4) ibkg--;
709   if (ibkg == 0) ibkg++;
710   
711   Float_t x0 = bkgLevel[ibkg-1];
712   Float_t x1 = bkgLevel[ibkg];
713   Float_t x = (bkg - x0) / (x1 - x0); 
714   
715   Float_t y0, y1;
716
717   for (Int_t ip=0; ip< fNbinp; ip++){
718     for (Int_t itheta=0; itheta< fNbintheta; itheta++){
719       for (Int_t iphi=0; iphi< fNbinphi; iphi++){
720         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetP(fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetP());
721         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetTheta(fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetTheta());
722         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetPhi(fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetPhi());
723         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetChi2p(-1);
724         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetChi2theta(-1);
725         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetChi2phi(-1);
726
727         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetMeanp();
728         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetMeanp();
729         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetMeanp((y1 - y0) * x + y0);
730         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetMeantheta();
731         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetMeantheta();
732         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetMeantheta((y1 - y0) * x +y0);
733         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetMeanphi();
734         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetMeanphi();
735         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetMeanphi((y1 - y0) * x + y0);
736         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetSigmap();
737         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetSigmap();
738         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetSigmap((y1 - y0) * x + y0);
739         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetSigmatheta();
740         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetSigmatheta();
741         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetSigmatheta((y1 - y0) * x+y0);
742         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetSigmaphi();
743         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetSigmaphi();
744         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetSigmaphi((y1 - y0) * x + y0);
745         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetSigma1p();
746         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetSigma1p();
747         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetSigma1p((y1 - y0) * x + y0);
748         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetNormG2();
749         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetNormG2();
750         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetNormG2((y1 - y0) * x + y0);
751         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetMeanG2();
752         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetMeanG2();
753         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetMeanG2((y1 - y0) * x + y0);
754         
755         y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetSigmaG2();
756         y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetSigmaG2();
757         fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]      ->SetSigmaG2((y1 - y0) * x + y0);
758         for (Int_t i=0; i<kSplitP; i++) {
759           for (Int_t j=0; j<kSplitTheta; j++) {
760             fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetAcc(i,j,fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetAcc(i,j));
761             y0 = fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg-1]->GetEff(i,j);
762             y1 =   fEntry[ip][itheta][iphi][ibkg]->GetEff(i,j);
763             fCurrentEntry[ip][itheta][iphi]->SetEff(i,j, (y1 - y0) * x + y0);
764           }
765         }
766       }
767     }
768   }
769   SetSpline();
770 }
771
772 TF1* AliMUONFastTracking::GetFitP(Int_t ip,Int_t itheta,Int_t iphi) { 
773   // gets the correct prec-pgen distribution for a given LUT cell 
774   if (!fFitp[ip][itheta][iphi]) {
775     char name[256];
776     snprintf(name, 256, "fit_%d_%d_%d", ip, itheta, iphi);
777     fFitp[ip][itheta][iphi] = new TF1(name ,FitP,-20.,20.,6);
778     fFitp[ip][itheta][iphi]->SetNpx(500);    
779     fFitp[ip][itheta][iphi]->SetParameters(0.,0.,0.,0.,0.,0.);    
780   }
781   return fFitp[ip][itheta][iphi]; 
782 }
783
784 AliMUONFastTracking& AliMUONFastTracking::operator=(const  AliMUONFastTracking& rhs)
785 {
786 // Assignment operator
787     rhs.Copy(*this);
788     return *this;
789 }
790
791 void AliMUONFastTracking::Copy(TObject&) const
792 {
793     //
794     // Copy 
795     //
796     Fatal("Copy","Not implemented!\n");
797 }
798
799
800
801
802
803
804
805