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()