Compilation warnings
[u/mrichter/AliRoot.git] / FMD / AliFMDBackgroundCorrection.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 2004, 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 // Thil class computes background corrections for the FMD. The correction is computed 
17 // in eta,phi cells and the objects stored can be put into alien to use with analysis.
18 // It is based on the AliFMDInput class that is used to loop over hits and primaries.
19 //
20 // Author: Hans Hjersing Dalsgaard, NBI, hans.dalsgaard@cern.ch
21 //
22 //
23
24 #include "AliSimulation.h"
25 #include "TStopwatch.h"
26 #include "iostream"
27 #include "TGrid.h"
28 #include "AliRunLoader.h"
29 #include "AliGeomManager.h"
30 #include "AliFMDGeometry.h"
31 #include "AliStack.h"
32 #include "TParticle.h"
33 #include "TDatabasePDG.h"
34 #include "TParticlePDG.h"
35 #include "AliRun.h"
36 #include "AliFMDBackgroundCorrection.h"
37 #include "TSystem.h"
38 #include "AliCDBManager.h"
39 #include "TTree.h"
40 #include "TClonesArray.h"
41 #include "TBranch.h"
42 #include "AliFMDHit.h"
43 #include "AliLoader.h" 
44 #include "AliFMD.h"
45 #include "AliGenEventHeader.h"
46 #include "AliHeader.h"
47 #include "TFile.h"
48 #include "TAxis.h"
49 #include "AliCDBId.h"
50 #include "AliCDBMetaData.h"
51 #include "TROOT.h"
52 #include "AliFMDParameters.h"
53 #include "AliLog.h"
54 #include "TList.h"
55 #include "AliFMDAnaParameters.h"
56 #include "AliFMDAnaCalibBackgroundCorrection.h"
57 #include "AliTrackReference.h"
58 #include "AliFMDStripIndex.h"
59
60 ClassImp(AliFMDBackgroundCorrection)
61 //_____________________________________________________________________
62 AliFMDBackgroundCorrection::AliFMDBackgroundCorrection() : 
63   TNamed(),
64   fCorrectionArray(),
65   fPrimaryList()
66 {} 
67
68 //_____________________________________________________________________
69 AliFMDBackgroundCorrection::AliFMDInputBG::AliFMDInputBG(Bool_t hits_not_trackref) : 
70   AliFMDInput("galice.root"),
71   fPrimaryArray(),
72   fHitArray(),
73   fPrimaryMapInner(),
74   fPrimaryMapOuter(),
75   fHitMap(),
76   fLastTrackByStrip(),
77   fPrim(0),
78   fHits(0),
79   fZvtxCut(0),
80   fNvtxBins(0),
81   fPrevTrack(-1),
82   fPrevDetector(-1),
83   fPrevRing('Q'),
84   fPrevSec(-1),
85   fNbinsEta(100)
86 {
87
88   if(hits_not_trackref) {
89     AddLoad(kHits);
90     AddLoad(kTracks); 
91   }
92   else
93     AddLoad(kTrackRefs);
94   AddLoad(kKinematics); 
95   AddLoad(kHeader);
96   
97   
98 }
99
100 //_____________________________________________________________________
101
102 void AliFMDBackgroundCorrection::GenerateBackgroundCorrection(Bool_t from_hits,
103                                                               const Int_t nvtxbins,
104                                                               Float_t zvtxcut, 
105                                                               const Int_t nBinsEta, 
106                                                               Bool_t storeInAlien, 
107                                                               Int_t runNo,
108                                                               Int_t endRunNo, 
109                                                               const Char_t* filename, 
110                                                               Bool_t simulate,
111                                                               Int_t nEvents,
112                                                               Bool_t inFile,
113                                                               const Char_t* infilename) {
114   
115   //TGrid::Connect("alien:",0,0,"t");
116   if(simulate)
117     Simulate(nEvents);
118   else {
119     //AliCDBManager::Instance()->SetDefaultStorage("alien://Folder=/alice/data/2008/LHC08d/OCDB/");
120     AliCDBManager::Instance()->SetDefaultStorage("local://$ALICE_ROOT/OCDB");
121     AliCDBManager::Instance()->SetRun(runNo);
122     
123 #if defined(__CINT__)
124     gSystem->Load("liblhapdf");
125     gSystem->Load("libEGPythia6");
126     gSystem->Load("libpythia6");
127     gSystem->Load("libAliPythia6");
128     gSystem->Load("libgeant321");
129 #endif
130       // 
131   }  
132   
133   //Setting up the geometry
134   //-----------------------------------------------
135   if (AliGeomManager::GetGeometry() == NULL)
136     AliGeomManager::LoadGeometry();
137   
138   AliFMDGeometry* geo = AliFMDGeometry::Instance();
139   geo->Init();
140   geo->InitTransformations();
141     
142   AliInfo("Processing hits and primaries ");
143   
144   AliFMDInputBG input(from_hits);
145   
146   if(!inFile) {
147   
148     input.SetVtxCutZ(zvtxcut);
149     input.SetNvtxBins(nvtxbins);
150     input.SetNbinsEta(nBinsEta);
151     input.Run();
152   }
153   
154   AliInfo(Form("Found %d primaries and %d hits.", input.GetNprim(),input.GetNhits()));
155   TObjArray* hitArray ;
156   TObjArray* primaryArray;
157   if(inFile) {
158     TFile* infile = TFile::Open(infilename);
159     hitArray     = new TObjArray();
160     primaryArray = new TObjArray();
161     
162     for(Int_t det =1; det<=3;det++)
163       {
164         TObjArray* detArrayHits = new TObjArray();
165         detArrayHits->SetName(Form("FMD%d",det));
166         hitArray->AddAtAndExpand(detArrayHits,det);
167         Int_t nRings = (det==1 ? 1 : 2);
168         for(Int_t ring = 0;ring<nRings;ring++)
169           {
170             
171             Char_t ringChar = (ring == 0 ? 'I' : 'O');
172             TObjArray* vtxArrayHits = new TObjArray();
173             vtxArrayHits->SetName(Form("FMD%d%c",det,ringChar));
174             detArrayHits->AddAtAndExpand(vtxArrayHits,ring);
175             for(Int_t v=0; v<nvtxbins;v++)
176               {
177               
178                 TH2F* hHits          = (TH2F*)infile->Get(Form("hHits_FMD%d%c_vtx%d",det,ringChar,v));
179                 
180                 
181               vtxArrayHits->AddAtAndExpand(hHits,v);
182                       
183             } 
184         }
185       
186     }
187     
188     for(Int_t iring = 0; iring<2;iring++) {
189       Char_t ringChar = (iring == 0 ? 'I' : 'O');
190       TObjArray* ringArray = new TObjArray();
191       ringArray->SetName(Form("FMD_%c",ringChar));
192       primaryArray->AddAtAndExpand(ringArray,iring);
193       for(Int_t v=0; v<nvtxbins;v++) {
194         
195         TH2F* hPrimary       = (TH2F*)infile->Get(Form("hPrimary_FMD_%c_vtx%d",ringChar,v));
196         ringArray->AddAtAndExpand(hPrimary,v);
197       }
198     }
199     
200     
201   }
202   else {
203     hitArray     = input.GetHits();
204     primaryArray = input.GetPrimaries();
205   }
206   fCorrectionArray.SetName("FMD_bg_correction");
207   fCorrectionArray.SetOwner();
208    
209   TList* primaryList     = new TList();
210   primaryList->SetName("primaries");
211   
212   TList* hitList     = new TList();
213   hitList->SetName("hits");
214   TList* corrList    = new TList();
215   corrList->SetName("corrections");
216   
217   AliFMDAnaCalibBackgroundCorrection* background = new AliFMDAnaCalibBackgroundCorrection();
218   
219   for(Int_t det= 1; det <=3; det++) {
220     Int_t nRings = (det==1 ? 1 : 2);
221     
222     TObjArray* detArrayCorrection = new TObjArray();
223     detArrayCorrection->SetName(Form("FMD%d",det));
224     fCorrectionArray.AddAtAndExpand(detArrayCorrection,det);
225     
226     
227     for(Int_t iring = 0; iring<nRings; iring++) {
228       TObjArray* primRingArray = (TObjArray*)primaryArray->At(iring);
229       Char_t ringChar = (iring == 0 ? 'I' : 'O');
230       TObjArray* vtxArrayCorrection = new TObjArray();
231       vtxArrayCorrection->SetName(Form("FMD%d%c",det,ringChar));
232       detArrayCorrection->AddAtAndExpand(vtxArrayCorrection,iring);
233       
234       for(Int_t vertexBin=0;vertexBin<nvtxbins;vertexBin++) {
235         TObjArray* detArray  = (TObjArray*)hitArray->At(det);
236         TObjArray* vtxArray  = (TObjArray*)detArray->At(iring);
237         TH2F* hHits          = (TH2F*)vtxArray->At(vertexBin);
238         hitList->Add(hHits);
239         TH2F* hPrimary  = (TH2F*)primRingArray->At(vertexBin);
240         primaryList->Add(hPrimary);
241         TH2F* hCorrection = (TH2F*)hHits->Clone(Form("FMD%d%c_vtxbin_%d_correction",det,ringChar,vertexBin));
242         hCorrection->Divide(hPrimary);
243         corrList->Add(hCorrection);
244         hCorrection->SetTitle(hCorrection->GetName());
245         vtxArrayCorrection->AddAtAndExpand(hCorrection,vertexBin);
246         background->SetBgCorrection(det,ringChar,vertexBin,hCorrection);
247       }
248       
249     }
250   }
251   
252   TAxis refAxis(nvtxbins,-1*zvtxcut,zvtxcut);
253   if(inFile) {
254     TFile* infile = TFile::Open(infilename);
255     TAxis* refaxis = (TAxis*)infile->Get("vertexbins");
256     background->SetRefAxis(refaxis);
257       
258   }
259   else background->SetRefAxis(&refAxis);
260   
261   TFile*  fout = new TFile(filename,"RECREATE");
262   refAxis.Write("vertexbins");
263   
264   hitList->Write();
265   primaryList->Write();
266   corrList->Write();
267    
268   TObjArray* container = new TObjArray();
269   container->SetOwner();
270   container->AddAtAndExpand(&refAxis,0);
271   container->AddAtAndExpand(&fCorrectionArray,1);
272   container->AddAtAndExpand(hitArray,2);
273   container->AddAtAndExpand(primaryArray,3);
274   
275   
276   if(storeInAlien) {
277     AliCDBManager* cdb = AliCDBManager::Instance();
278     cdb->SetDefaultStorage("local://$ALICE_ROOT/OCDB");
279     AliCDBId      id(AliFMDAnaParameters::GetBackgroundPath(),runNo,endRunNo);
280     
281     AliCDBMetaData* meta = new AliCDBMetaData;                          
282     meta->SetResponsible(gSystem->GetUserInfo()->fRealName.Data());     
283     meta->SetAliRootVersion(gROOT->GetVersion());                       
284     meta->SetBeamPeriod(1);                                             
285     meta->SetComment("Background Correction for FMD");
286     meta->SetProperty("key1", background );
287     cdb->Put(background, id, meta);
288     
289   }
290   
291   fout->Close();
292  
293   
294   }
295
296 //_____________________________________________________________________
297 void AliFMDBackgroundCorrection::Simulate(Int_t nEvents) {
298   
299   AliSimulation sim ; 
300   sim.SetRunNumber(0);
301   TGrid::Connect("alien:",0,0,"t");
302   sim.SetDefaultStorage("alien://Folder=/alice/data/2008/LHC08d/OCDB/");
303   sim.SetConfigFile("Config.C");
304   sim.SetRunQA("FMD:");
305   TStopwatch timer;
306   timer.Start();
307   sim.RunSimulation(nEvents);    
308   timer.Stop();
309   timer.Print();
310   
311 }
312
313 //_____________________________________________________________________
314 Bool_t 
315 AliFMDBackgroundCorrection::AliFMDInputBG::ProcessHit(AliFMDHit* h, 
316                                                       TParticle* /*p*/) 
317 {
318   
319   if(!h)
320     return kTRUE;
321   Bool_t retval = ProcessEvent(h->Detector(),
322                                h->Ring(),
323                                h->Sector(),
324                                h->Strip(),
325                                h->Track(),
326                                h->Q());
327   
328   // std::cout<<"Length: "<<h->Length()<<std::endl;
329   // std::cout<<"Is stopped "<<h->IsStop()<<"    "<<kTRUE<<std::endl;
330   return retval;
331 }
332 //_____________________________________________________________________
333 Bool_t 
334 AliFMDBackgroundCorrection::AliFMDInputBG::ProcessTrackRef(AliTrackReference* tr, TParticle* p) 
335 {
336   if(!tr)
337     return kTRUE;
338   UShort_t det,sec,strip;
339   Char_t   ring;
340   AliFMDStripIndex::Unpack(tr->UserId(),det,ring,sec,strip);
341   Int_t         nTrack  = tr->GetTrack();
342   TDatabasePDG* pdgDB   = TDatabasePDG::Instance();
343   TParticlePDG* pdgPart = pdgDB->GetParticle(p->GetPdgCode());
344   Float_t       charge  = (pdgPart ? pdgPart->Charge() : 0);
345   Bool_t        retval  = ProcessEvent(det,ring,sec,strip,nTrack,charge);
346   return retval;
347   
348 }
349 //_____________________________________________________________________
350 Bool_t 
351 AliFMDBackgroundCorrection::AliFMDInputBG::ProcessEvent(UShort_t det,
352                                                         Char_t   ring, 
353                                                         UShort_t sec, 
354                                                         UShort_t strip,
355                                                         Int_t    nTrack,
356                                                         Float_t  charge)
357 {
358   
359   
360   
361   /*  if(charge !=  0 && 
362      ((nTrack != fPrevTrack) || 
363       (det != fPrevDetector))){ || 
364       (ring != fPrevRing))){    ||
365                                   (sec != fPrevSec))) {*/
366   /*Float_t nstrips = (ring =='O' ? 256 : 512);
367   
368   
369   Float_t prevStripTrack = -1;
370   if(strip >0)
371     prevStripTrack = fLastTrackByStrip.operator()(det,ring,sec,strip-1);
372   
373   Float_t nextStripTrack = -1;
374   if(strip < (nstrips - 1))
375     nextStripTrack = fLastTrackByStrip.operator()(det,ring,sec,strip+1);
376   */
377   
378   Float_t thisStripTrack = fLastTrackByStrip.operator()(det,ring,sec,strip);
379   // if(nTrack == fLastTrackByStrip.operator()(det,ring,sec,strip))
380   //  std::cout<<"Track # "<<nTrack<<"  failed the cut in "<<det<<"   "<<ring<<"   "<<sec<<"  "<<strip<<std::endl;
381   // else
382   //  std::cout<<"Track # "<<nTrack<<"  passed the cut in "<<det<<"   "<<ring<<"   "<<sec<<"  "<<strip<<std::endl;
383   if(charge != 0 && nTrack != thisStripTrack) {
384     
385     fHitMap.operator()(det,ring,sec,strip) += 1;
386     fHits++;
387     Float_t nstrips = (ring =='O' ? 256 : 512);
388     fLastTrackByStrip.operator()(det,ring,sec,strip) = (Float_t)nTrack;
389     if(strip >0)
390       fLastTrackByStrip.operator()(det,ring,sec,strip-1) = (Float_t)nTrack;
391     if(strip < (nstrips - 1))
392       fLastTrackByStrip.operator()(det,ring,sec,strip+1) = (Float_t)nTrack;
393     
394     fPrevDetector = det;
395     fPrevRing     = ring;
396     fPrevSec      = sec;
397     fPrevTrack    = nTrack;
398   }
399   
400   
401   
402   return kTRUE;
403
404 }
405
406 //_____________________________________________________________________
407 Bool_t AliFMDBackgroundCorrection::AliFMDInputBG::Init() 
408 {
409   fLastTrackByStrip.Reset(-1);
410   
411   fPrimaryArray.SetOwner();
412   fPrimaryArray.SetName("FMD_primary");
413   
414   fPrimaryMapInner.SetBins(fNbinsEta, -6,6, 20, 0, 2*TMath::Pi());
415   fPrimaryMapOuter.SetBins(fNbinsEta, -6,6, 40, 0, 2*TMath::Pi());
416   fPrimaryMapInner.SetName("fPrimaryMapInner");
417   fPrimaryMapInner.SetName("fPrimaryMapOuter");
418   
419   fPrimaryMapInner.Sumw2();
420   fPrimaryMapOuter.Sumw2();
421   for(Int_t iring = 0; iring<2;iring++) {
422     Char_t ringChar = (iring == 0 ? 'I' : 'O');
423     TObjArray* ringArray = new TObjArray();
424     ringArray->SetName(Form("FMD_%c",ringChar));
425     fPrimaryArray.AddAtAndExpand(ringArray,iring);
426     Int_t nSec = (iring == 1 ? 40 : 20);
427     for(Int_t v=0; v<fNvtxBins;v++) {
428
429       TH2F* hPrimary       = new TH2F(Form("hPrimary_FMD_%c_vtx%d",ringChar,v),
430                                       Form("hPrimary_FMD_%c_vtx%d",ringChar,v),
431                                       fNbinsEta, -6,6, nSec, 0,2*TMath::Pi());
432       hPrimary->Sumw2();
433       ringArray->AddAtAndExpand(hPrimary,v);
434     }
435   }
436   
437   
438   fHitArray.SetOwner();
439   fHitArray.SetName("FMD_hits");
440    
441   for(Int_t det =1; det<=3;det++) {
442     TObjArray* detArrayHits = new TObjArray();
443     detArrayHits->SetName(Form("FMD%d",det));
444     fHitArray.AddAtAndExpand(detArrayHits,det);
445     Int_t nRings = (det==1 ? 1 : 2);
446     for(Int_t ring = 0;ring<nRings;ring++) {
447       Int_t nSec = (ring == 1 ? 40 : 20);
448       Char_t ringChar = (ring == 0 ? 'I' : 'O');
449       TObjArray* vtxArrayHits = new TObjArray();
450       vtxArrayHits->SetName(Form("FMD%d%c",det,ringChar));
451       detArrayHits->AddAtAndExpand(vtxArrayHits,ring);
452       for(Int_t v=0; v<fNvtxBins;v++) {
453         TH2F* hHits = new TH2F(Form("hHits_FMD%d%c_vtx%d", det,ringChar,v),
454                                Form("hHits_FMD%d%c_vtx%d", det,ringChar,v),
455                                fNbinsEta, -6,6, nSec, 0, 2*TMath::Pi());
456         hHits->Sumw2();
457         vtxArrayHits->AddAtAndExpand(hHits,v);
458         
459       } 
460     }
461   }
462
463   AliFMDInput::Init();
464   
465   return kTRUE;
466 }
467 //_____________________________________________________________________
468
469 Bool_t AliFMDBackgroundCorrection::AliFMDInputBG::Begin(Int_t event ) 
470 {
471
472   Bool_t             retVal    = AliFMDInput::Begin(event); 
473   AliStack*          partStack = fLoader->Stack();
474   Int_t              nTracks   = partStack->GetNtrack();
475   
476   
477   for(Int_t j=0;j<nTracks;j++) {
478     TParticle* p           = partStack->Particle(j);
479     TDatabasePDG* pdgDB    = TDatabasePDG::Instance();
480     TParticlePDG* pdgPart  = pdgDB->GetParticle(p->GetPdgCode());
481     Float_t       charge   = (pdgPart ? pdgPart->Charge() : 0);
482     Float_t       phi      = TMath::ATan2(p->Py(),p->Px());
483     
484     if(phi<0) phi = phi+2*TMath::Pi();
485     // if(p->Theta() == 0) continue;
486     Float_t eta   = p->Eta();   
487     
488     // std::cout<<-1*TMath::Log(TMath::Tan(0.5*p->Theta()))<<std::endl;
489     
490     Bool_t primary = partStack->IsPhysicalPrimary(j);
491     //(charge!=0)&&(TMath::Abs(p->Vx() - vertex.At(0))<0.01)&&(TMath::Abs(p->Vy() - vertex.At(1))<0.01)&&(TMath::Abs(p->Vz() - vertex.At(2))<0.01);
492     if(primary && charge !=0) {
493       
494       fPrim++;
495       
496       fPrimaryMapInner.Fill(eta,phi);
497       fPrimaryMapOuter.Fill(eta,phi);
498     }
499   }
500   
501   return retVal;
502 }
503 //_____________________________________________________________________
504 Bool_t AliFMDBackgroundCorrection::AliFMDInputBG::End()  {
505   
506   Bool_t retval = AliFMDInput::End();
507   
508   AliGenEventHeader* genHeader = fLoader->GetHeader()->GenEventHeader();
509   TArrayF vertex;
510   genHeader->PrimaryVertex(vertex);
511   
512   if(TMath::Abs(vertex.At(2)) > fZvtxCut) 
513     return kTRUE;
514   
515   Double_t delta           = 2*fZvtxCut/fNvtxBins;
516   Double_t vertexBinDouble = (vertex.At(2) + fZvtxCut) / delta;
517   Int_t    vertexBin       = (Int_t)vertexBinDouble;
518   //Primaries
519   TObjArray* innerArray = (TObjArray*)fPrimaryArray.At(0);
520   TObjArray* outerArray = (TObjArray*)fPrimaryArray.At(1);
521   
522   TH2F* hPrimaryInner  = (TH2F*)innerArray->At(vertexBin);
523   TH2F* hPrimaryOuter  = (TH2F*)outerArray->At(vertexBin);
524   
525   hPrimaryInner->Add(&fPrimaryMapInner);
526   hPrimaryOuter->Add(&fPrimaryMapOuter);
527   
528   //Hits
529   for(UShort_t det=1;det<=3;det++) {
530     Int_t nRings = (det==1 ? 1 : 2);
531     for (UShort_t ir = 0; ir < nRings; ir++) {
532       Char_t   ring = (ir == 0 ? 'I' : 'O');
533       UShort_t nsec = (ir == 0 ? 20  : 40);
534       UShort_t nstr = (ir == 0 ? 512 : 256);
535       
536       for(UShort_t sec =0; sec < nsec;  sec++) {
537         
538         for(UShort_t strip = 0; strip < nstr; strip++) {
539           
540           if(fHitMap.operator()(det,ring,sec,strip) > 0) {
541             //std::cout<<fHitMap.operator()(det,ring,sec,strip)<<std::endl;
542             Double_t x,y,z;
543             AliFMDGeometry* fmdgeo = AliFMDGeometry::Instance();
544             fmdgeo->Detector2XYZ(det,ring,sec,strip,x,y,z);
545             
546             Int_t iring = (ring == 'I' ? 0 : 1);
547             
548             TObjArray* detArray  = (TObjArray*)fHitArray.At(det);
549             TObjArray* vtxArray  = (TObjArray*)detArray->At(iring);
550             TH2F* hHits          = (TH2F*)vtxArray->At(vertexBin);
551             
552             Float_t   phi   = TMath::ATan2(y,x);
553             if(phi<0) phi   = phi+2*TMath::Pi();
554             Float_t   r     = TMath::Sqrt(TMath::Power(x,2)+TMath::Power(y,2));
555             Float_t   theta = TMath::ATan2(r,z-vertex.At(2));
556             Float_t   eta   = -1*TMath::Log(TMath::Tan(0.5*theta));
557             hHits->Fill(eta,phi,fHitMap.operator()(det,ring,sec,strip));
558           }
559           
560         }
561       }
562     }
563   }
564   
565   fPrimaryMapInner.Reset();
566   fPrimaryMapOuter.Reset();
567   fHitMap.Reset(0);
568   fLastTrackByStrip.Reset(-1);
569   
570   return retval;
571 }
572
573 //
574 // EOF
575 //
576
577