Too wide range for charge.
[u/mrichter/AliRoot.git] / HMPID / AliHMPIDReconstructor.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 // HMPID base class to reconstruct an event
17 //.
18 //.
19 //.
20 #include "AliHMPIDReconstructor.h" //class header
21 #include "AliHMPID.h"              //Reconstruct() 
22 #include "AliHMPIDCluster.h"       //Dig2Clu()
23 #include "AliHMPIDParam.h"         //FillEsd() 
24 #include <AliCDBEntry.h>           //ctor
25 #include <AliCDBManager.h>         //ctor
26 #include <AliESDEvent.h>           //FillEsd()
27 #include <AliRawReader.h>          //Reconstruct() for raw digits
28 #include "AliHMPIDRawStream.h"     //ConvertDigits()
29 ClassImp(AliHMPIDReconstructor)
30
31 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
32 AliHMPIDReconstructor::AliHMPIDReconstructor():AliReconstructor(),fUserCut(0),fDaqSig(0),fDig(0),fClu(0)
33 {
34 //
35 //ctor
36 //
37   AliHMPIDParam::Instance();                                                        //geometry loaded for reconstruction
38   fUserCut = new Int_t[7];
39   fClu=new TObjArray(AliHMPIDParam::kMaxCh+1); fClu->SetOwner(kTRUE);
40   fDig=new TObjArray(AliHMPIDParam::kMaxCh+1); fDig->SetOwner(kTRUE);
41   
42   for(int i=AliHMPIDParam::kMinCh;i<=AliHMPIDParam::kMaxCh;i++){ 
43     fDig->AddAt(new TClonesArray("AliHMPIDDigit"),i);
44     TClonesArray *pClus = new TClonesArray("AliHMPIDCluster");
45     pClus->SetUniqueID(i);
46     fClu->AddAt(pClus,i);
47   }
48   
49   AliCDBEntry *pUserCutEnt =AliCDBManager::Instance()->Get("HMPID/Calib/UserCut");    //contains TObjArray of 14 TObject with n. of sigmas to cut charge 
50   if(pUserCutEnt) {
51     TObjArray *pUserCut = (TObjArray*)pUserCutEnt->GetObject(); 
52     for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++){                  //chambers loop 
53       fUserCut[iCh] = pUserCut->At(iCh)->GetUniqueID();
54       Printf("HMPID: UserCut successfully loaded for chamber %i -> %i ",iCh,fUserCut[iCh]);
55     }
56   }
57
58   
59   AliCDBEntry *pDaqSigEnt =AliCDBManager::Instance()->Get("HMPID/Calib/DaqSig");  //contains TObjArray of TObjArray 14 TMatrixF sigmas values for pads 
60   if(!pDaqSigEnt) AliFatal("No pedestals from DAQ!");
61   fDaqSig = (TObjArray*)pDaqSigEnt->GetObject();
62   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++){                  //chambers loop 
63     Printf(" HMPID: DaqSigCut successfully loaded for chamber %i -> %i ",iCh,(Int_t)fDaqSig->At(iCh)->GetUniqueID());
64   }
65 }//AliHMPIDReconstructor
66 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
67 void AliHMPIDReconstructor::Dig2Clu(TObjArray *pDigAll,TObjArray *pCluAll,Bool_t isTryUnfold)
68 {
69 // Finds all clusters for a given digits list provided not empty. Currently digits list is a list of all digits for a single chamber.
70 // Puts all found clusters in separate lists, one per clusters. 
71 // Arguments: pDigAll     - list of digits for all chambers 
72 //            pCluAll     - list of clusters for all chambers
73 //            isTryUnfold - flag to choose between CoG and Mathieson fitting  
74 //  Returns: none    
75   TMatrixF padMap(AliHMPIDParam::kMinPx,AliHMPIDParam::kMaxPcx,AliHMPIDParam::kMinPy,AliHMPIDParam::kMaxPcy);  //pads map for single chamber 0..159 x 0..143 
76   
77   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++){                  //chambers loop 
78     TClonesArray *pDigCur=(TClonesArray*)pDigAll->At(iCh);                                //get list of digits for current chamber
79     if(pDigCur->GetEntriesFast()==0) continue;                                            //no digits for current chamber
80   
81     padMap=(Float_t)-1;                                                                   //reset map to -1 (means no digit for this pad)  
82     TClonesArray *pCluCur=(TClonesArray*)pCluAll->At(iCh);                                //get list of clusters for current chamber
83     
84     for(Int_t iDig=0;iDig<pDigCur->GetEntriesFast();iDig++){                              //digits loop to fill pads map
85       AliHMPIDDigit *pDig= (AliHMPIDDigit*)pDigCur->At(iDig);                             //get current digit
86       padMap( pDig->PadChX(), pDig->PadChY() )=iDig;                                      //fill the map, (padx,pady) cell takes digit index
87     }//digits loop to fill digits map 
88     
89     AliHMPIDCluster clu;                                                                  //tmp cluster to be used as current
90     for(Int_t iDig=0;iDig<pDigCur->GetEntriesFast();iDig++){                              //digits loop for current chamber
91       AliHMPIDDigit *pDig=(AliHMPIDDigit*)pDigCur->At(iDig);                              //take current digit
92       if(!(pDig=UseDig(pDig->PadChX(),pDig->PadChY(),pDigCur,&padMap))) continue;         //this digit is already taken in FormClu(), go after next digit
93       FormClu(&clu,pDig,pDigCur,&padMap);                                                 //form cluster starting from this digit by recursion
94       
95       clu.Solve(pCluCur,isTryUnfold);                                                     //solve this cluster and add all unfolded clusters to provided list  
96       clu.Reset();                                                                        //empty current cluster
97     }//digits loop for current chamber
98   }//chambers loop
99 }//Dig2Clu()
100 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
101 void  AliHMPIDReconstructor::FormClu(AliHMPIDCluster *pClu,AliHMPIDDigit *pDig,TClonesArray *pDigLst,TMatrixF *pDigMap)
102 {
103 // Forms the initial cluster as a combination of all adjascent digits. Starts from the given digit then calls itself recursevly  for all neighbours.
104 // Arguments: pClu - pointer to cluster being formed
105 //   Returns: none   
106   pClu->DigAdd(pDig);//take this digit in cluster
107
108   Int_t cnt=0,cx[4],cy[4];
109   
110   if(pDig->PadPcX() != AliHMPIDParam::kMinPx){cx[cnt]=pDig->PadChX()-1; cy[cnt]=pDig->PadChY()  ;cnt++;}       //left
111   if(pDig->PadPcX() != AliHMPIDParam::kMaxPx){cx[cnt]=pDig->PadChX()+1; cy[cnt]=pDig->PadChY()  ;cnt++;}       //right
112   if(pDig->PadPcY() != AliHMPIDParam::kMinPy){cx[cnt]=pDig->PadChX()  ; cy[cnt]=pDig->PadChY()-1;cnt++;}       //down
113   if(pDig->PadPcY() != AliHMPIDParam::kMaxPy){cx[cnt]=pDig->PadChX()  ; cy[cnt]=pDig->PadChY()+1;cnt++;}       //up
114   
115   for (Int_t i=0;i<cnt;i++){//neighbours loop
116     if((pDig=UseDig(cx[i],cy[i],pDigLst,pDigMap))) FormClu(pClu,pDig,pDigLst,pDigMap);   //check if this neighbour pad fired and mark it as taken  
117   }//neighbours loop  
118 }//FormClu()
119 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
120 void AliHMPIDReconstructor::Reconstruct(TTree *pDigTree,TTree *pCluTree)const
121 {
122 //Invoked  by AliReconstruction to convert digits to clusters i.e. reconstruct simulated data
123 //Arguments: pDigTree - pointer to Digit tree
124 //           pCluTree - poitner to Cluster tree
125 //  Returns: none    
126   AliDebug(1,"Start.");
127   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++) {
128     pCluTree->Branch(Form("HMPID%d",iCh),&((*fClu)[iCh]),4000,0);
129     pDigTree->SetBranchAddress(Form("HMPID%d",iCh),&((*fDig)[iCh]));
130   }   
131   pDigTree->GetEntry(0);
132   Dig2Clu(fDig,fClu);              //cluster finder 
133   pCluTree->Fill();                //fill tree for current event
134   
135   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++){
136     fDig->At(iCh)->Clear();
137     fClu->At(iCh)->Clear();
138   }
139   
140   AliDebug(1,"Stop.");      
141 }//Reconstruct(for simulated digits)
142 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
143 void AliHMPIDReconstructor::ConvertDigits(AliRawReader *pRR,TTree *pDigTree)const
144 {
145 //Invoked  by AliReconstruction to convert raw digits from DDL files to digits
146 //Arguments: pRR - ALICE raw reader pointer
147 //           pDigTree - pointer to Digit tree
148 //  Returns: none    
149   AliDebug(1,"Start.");
150 //  Int_t digcnt=0;
151   
152
153   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++) {
154     pDigTree->Branch(Form("HMPID%d",iCh),&((*fDig)[iCh]),4000,0); 
155     
156     Int_t iDigCnt=0;
157     AliHMPIDRawStream stream(pRR);    
158     while(stream.Next())
159     {
160       
161       UInt_t ddl=stream.GetDDLNumber(); //returns 0,1,2 ... 13
162       if((UInt_t)(2*iCh)==ddl || (UInt_t)(2*iCh+1)==ddl) {
163        for(Int_t row = 1; row <= AliHMPIDRawStream::kNRows; row++){
164         for(Int_t dil = 1; dil <= AliHMPIDRawStream::kNDILOGICAdd; dil++){
165           for(Int_t pad = 0; pad < AliHMPIDRawStream::kNPadAdd; pad++){
166             if(stream.GetCharge(ddl,row,dil,pad) < 1) continue; 
167               AliHMPIDDigit dig(stream.GetPad(ddl,row,dil,pad),stream.GetCharge(ddl,row,dil,pad));
168               if(!IsDigSurvive(&dig)) continue; 
169               new((*((TClonesArray*)fDig->At(iCh)))[iDigCnt++]) AliHMPIDDigit(dig); //add this digit to the tmp list 
170             }//pad
171           }//dil
172         }//row
173       }//while
174     }
175     stream.Delete();
176   }
177   pDigTree->Fill();
178   
179   for(Int_t iCh=AliHMPIDParam::kMinCh;iCh<=AliHMPIDParam::kMaxCh;iCh++)fDig->At(iCh)->Clear();
180   
181   AliDebug(1,"Stop.");
182 }//Reconstruct digits from raw digits
183 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
184 void AliHMPIDReconstructor::FillESD(TTree */*digitsTree*/, TTree */*clustersTree*/, AliESDEvent *pESD) const
185 {
186 // Calculates probability to be a electron-muon-pion-kaon-proton
187 // from the given Cerenkov angle and momentum assuming no initial particle composition
188 // (i.e. apriory probability to be the particle of the given sort is the same for all sorts)
189
190   AliPID ppp; //needed
191   Double_t pid[AliPID::kSPECIES],h[AliPID::kSPECIES];
192    
193   for(Int_t iTrk=0;iTrk<pESD->GetNumberOfTracks();iTrk++){//ESD tracks loop
194     AliESDtrack *pTrk = pESD->GetTrack(iTrk);// get next reconstructed track
195     if(pTrk->GetHMPIDsignal()<=0){//HMPID does not find anything reasonable for this track, assign 0.2 for all species
196       for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++) pid[iPart]=1.0/AliPID::kSPECIES;
197       pTrk->SetHMPIDpid(pid);
198       continue;
199     } 
200     Double_t pmod = pTrk->GetP();
201     Double_t hTot=0;
202     for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++){
203       Double_t mass = AliPID::ParticleMass(iPart);
204       Double_t cosThetaTh = TMath::Sqrt(mass*mass+pmod*pmod)/(AliHMPIDParam::Instance()->MeanIdxRad()*pmod);
205       if(cosThetaTh<1) //calculate the height of theoretical theta ckov on the gaus of experimental one
206         h[iPart] =TMath::Gaus(TMath::ACos(cosThetaTh),pTrk->GetHMPIDsignal(),TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),kTRUE);      
207       else             //beta < 1/ref. idx. => no light at all  
208         h[iPart] =0 ;       
209       hTot    +=h[iPart]; //total height of all theoretical heights for normalization
210     }//species loop
211      
212     Double_t hMin=TMath::Gaus(pTrk->GetHMPIDsignal()-4*TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),pTrk->GetHMPIDsignal(),TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),kTRUE);//5 sigma protection
213     
214     for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++)//species loop to assign probabilities
215       if(hTot>hMin)  
216         pid[iPart]=h[iPart]/hTot;
217       else                               //all theoretical values are far away from experemental one
218         pid[iPart]=1.0/AliPID::kSPECIES; 
219     pTrk->SetHMPIDpid(pid);
220   }//ESD tracks loop
221 }//FillESD()