area of Mathieson parametrized; hit ctor change eloss to qdc; Helix removed
[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 #include "AliHMPIDReconstructor.h" //class header
17 #include "AliHMPID.h"              //Reconstruct() 
18 #include "AliHMPIDCluster.h"       //CluQA() 
19 #include "AliHMPIDParam.h"         //FillEsd() 
20 #include <AliESD.h>               //FillEsd()
21 #include <AliRunLoader.h>         //Reconstruct() for simulated digits
22 #include <AliRawReader.h>         //Reconstruct() for raw digits
23 #include <AliRun.h>               //Reconstruct()
24 ClassImp(AliHMPIDReconstructor)
25
26 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
27 void AliHMPIDReconstructor::Dig2Clu(TObjArray *pDigAll,TObjArray *pCluAll,Bool_t isTryUnfold)
28 {
29 // Finds all clusters for a given digits list provided not empty. Currently digits list is a list of all digits for a single chamber.
30 // Puts all found clusters in separate lists, one per clusters. 
31 // Arguments: pDigAll     - list of digits for all chambers 
32 //            pCluAll     - list of clusters for all chambers
33 //            isTryUnfold - flag to choose between CoG and Mathieson fitting  
34 //  Returns: none    
35   TMatrixF padMap(AliHMPIDDigit::kMaxPadChX,AliHMPIDDigit::kMaxPadChY);                       //pads map for single chamber 0..159 x 0..143 
36   
37   for(Int_t iCh=0;iCh<7;iCh++){                                                           //chambers loop 
38     TClonesArray *pDigCur=(TClonesArray*)pDigAll->At(iCh);                                //get list of digits for current chamber
39     if(pDigCur->GetEntriesFast()==0) continue;                                            //no digits for current chamber
40   
41     padMap=(Float_t)-1;                                                                   //reset map to -1 (means no digit for this pad)  
42     TClonesArray *pCluCur=(TClonesArray*)pCluAll->At(iCh);                                //get list of clusters for current chamber
43     
44     for(Int_t iDig=0;iDig<pDigCur->GetEntriesFast();iDig++){                              //digits loop to fill pads map
45       AliHMPIDDigit *pDig= (AliHMPIDDigit*)pDigCur->At(iDig);                             //get current digit
46       padMap( pDig->PadChX(), pDig->PadChY() )=iDig;                                      //fill the map, (padx,pady) cell takes digit index
47     }//digits loop to fill digits map 
48     
49     AliHMPIDCluster clu;                                                                  //tmp cluster to be used as current
50   
51     for(Int_t iDig=0;iDig<pDigCur->GetEntriesFast();iDig++){                              //digits loop for current chamber
52       AliHMPIDDigit *pDig=(AliHMPIDDigit*)pDigCur->At(iDig);                              //take current digit
53       if(!(pDig=UseDig(pDig->PadChX(),pDig->PadChY(),pDigCur,&padMap))) continue;         //this digit is already taken in FormClu(), go after next digit
54       FormClu(&clu,pDig,pDigCur,&padMap);                                                 //form cluster starting from this digit by recursion
55       
56       clu.Solve(pCluCur,isTryUnfold);                                                     //solve this cluster and add all unfolded clusters to provided list  
57       clu.Reset();                                                                        //empty current cluster
58     }//digits loop for current chamber
59   }//chambers loop
60 }//Dig2Clu()
61 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
62 void  AliHMPIDReconstructor::FormClu(AliHMPIDCluster *pClu,AliHMPIDDigit *pDig,TClonesArray *pDigLst,TMatrixF *pDigMap)
63 {
64 // Forms the initial cluster as a combination of all adjascent digits. Starts from the given digit
65 // then calls itself recursevly  for all possible neighbours.
66 // Arguments: pClu - pointer to cluster being formed
67 //  Returns: none   
68   pClu->DigAdd(pDig);//take this digit in cluster
69
70   Int_t cnt=0,cx[4],cy[4];
71   
72   if(pDig->PadPcX() != 0                       ){cx[cnt]=pDig->PadChX()-1; cy[cnt]=pDig->PadChY()  ;cnt++;}       //left
73   if(pDig->PadPcX() != AliHMPIDDigit::kPadPcX-1){cx[cnt]=pDig->PadChX()+1; cy[cnt]=pDig->PadChY()  ;cnt++;}       //right
74   if(pDig->PadPcY() != 0                       ){cx[cnt]=pDig->PadChX()  ; cy[cnt]=pDig->PadChY()-1;cnt++;}       //down
75   if(pDig->PadPcY() != AliHMPIDDigit::kPadPcY-1){cx[cnt]=pDig->PadChX()  ; cy[cnt]=pDig->PadChY()+1;cnt++;}       //up
76   
77   for (Int_t i=0;i<cnt;i++)
78     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  
79   
80 }//FormClu()
81 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
82 void AliHMPIDReconstructor::Reconstruct(AliRunLoader *pAL)const
83 {
84 //Invoked  by AliReconstruction to convert digits to clusters i.e. reconstruct simulated data
85 //Arguments: pAL - ALICE run loader pointer
86 //  Returns: none    
87   AliDebug(1,"Start.");
88   AliLoader *pRL=pAL->GetDetectorLoader("HMPID");
89   AliHMPID *pRich=(AliHMPID*)pAL->GetAliRun()->GetDetector("HMPID");//get pointers for HMPID and HMPID loader
90   pRL->LoadDigits();   
91   pRL->LoadRecPoints("recreate");
92   
93   for(Int_t iEvtN=0;iEvtN<pAL->GetNumberOfEvents();iEvtN++){//events loop
94     pAL->GetEvent(iEvtN); AliDebug(1,Form("Processing event %i...",iEvtN)); //switch current directory to next event    
95     pRL->TreeD()->GetEntry(0);  pRL->MakeTree("R");  pRich->MakeBranch("R");  //load digits to memory  and create branches for clusters              
96     
97     Dig2Clu(pRich->DigLst(),pRich->CluLst());//cluster finder 
98       
99     pRL->TreeR()->Fill();            //fill tree for current event
100     pRL->WriteRecPoints("OVERWRITE");//write out clusters for current event
101     pRich->DigReset(); pRich->CluReset();
102   }//events loop  
103
104   pRL->UnloadDigits(); 
105   pRL->UnloadRecPoints();  
106     
107   AliDebug(1,"Stop.");      
108 }//Reconstruct(for simulated digits)
109 //__________________________________________________________________________________________________
110 void AliHMPIDReconstructor::Reconstruct(AliRunLoader *pAL,AliRawReader* pRR)const
111 {
112 //Invoked  by AliReconstruction to convert raw digits from DDL files to clusters
113 //Arguments: pAL - ALICE run loader pointer
114 //           pRR - ALICE raw reader pointer  
115 //  Returns: none    
116   AliLoader *pRL=pAL->GetDetectorLoader("HMPID");  AliHMPID *pRich=(AliHMPID*)pAL->GetAliRun()->GetDetector("HMPID");//get pointers for HMPID and HMPID loader
117   
118   AliHMPIDDigit dig; //tmp digit, raw digit will be converted to it
119   
120   TObjArray digLst; Int_t iDigCnt[7]; for(Int_t i=0;i<7;i++){digLst.AddAt(new TClonesArray("AliHMPIDDigit"),i); iDigCnt[i]=0;} //tmp list of digits for all chambers
121   
122   Int_t iEvtN=0;
123   while(pRR->NextEvent()){//events loop
124     pAL->GetEvent(iEvtN++);
125     pRL->MakeTree("R");  pRich->MakeBranch("R");
126     
127     for(Int_t iCh=0;iCh<7;iCh++){//chambers loop
128       pRR->Select("HMPID",2*iCh,2*iCh+1);//select only DDL files for the current chamber      
129       UInt_t w32=0;
130       while(pRR->ReadNextInt(w32)){//raw records loop (in selected DDL files)
131         UInt_t ddl=pRR->GetDDLID(); //returns 0,1,2 ... 13
132         dig.Raw(w32,ddl);  
133         AliDebug(1,Form("Ch=%i DDL=%i raw=0x%x digit=(%3i,%3i,%3i,%3i) Q=%5.2f",iCh,ddl,w32,dig.Ch(),dig.Pc(),dig.PadPcX(),dig.PadPcY(),dig.Q()));
134         new((*((TClonesArray*)digLst.At(iCh)))[iDigCnt[iCh]++]) AliHMPIDDigit(dig); //add this digit to the tmp list
135       }//raw records loop
136       pRR->Reset();        
137     }//chambers loop
138     
139     Dig2Clu(&digLst,pRich->CluLst());//cluster finder for all chambers
140     for(Int_t i=0;i<7;i++){digLst.At(i)->Delete(); iDigCnt[i]=0;}                    //clean up list of digits for all chambers
141     
142     pRL->TreeR()->Fill();            //fill tree for current event
143     pRL->WriteRecPoints("OVERWRITE");//write out clusters for current event
144     pRich->CluReset();
145   }//events loop  
146   pRL->UnloadRecPoints();  
147 }//Reconstruct raw data
148 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
149
150 void AliHMPIDReconstructor::FillESD(AliRunLoader *, AliESD *pESD) const
151 {
152 // Calculates probability to be a electron-muon-pion-kaon-proton
153 // from the given Cerenkov angle and momentum assuming no initial particle composition
154 // (i.e. apriory probability to be the particle of the given sort is the same for all sorts)
155
156   AliPID ppp; //needed
157   Double_t pid[AliPID::kSPECIES],h[AliPID::kSPECIES];
158    
159   for(Int_t iTrk=0;iTrk<pESD->GetNumberOfTracks();iTrk++){//ESD tracks loop
160     AliESDtrack *pTrk = pESD->GetTrack(iTrk);// get next reconstructed track
161     if(pTrk->GetHMPIDsignal()<=0){//HMPID does not find anything reasonable for this track, assign 0.2 for all species
162       for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++) pid[iPart]=1.0/AliPID::kSPECIES;
163       pTrk->SetHMPIDpid(pid);
164       continue;
165     } 
166     Double_t pmod = pTrk->GetP();
167     Double_t hTot=0;
168     for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++){
169       Double_t mass = AliPID::ParticleMass(iPart);
170       Double_t cosThetaTh = TMath::Sqrt(mass*mass+pmod*pmod)/(AliHMPIDParam::Instance()->MeanIdxRad()*pmod);
171       if(cosThetaTh<1) //calculate the height of theortical theta ckov on the gaus of experimental one
172         h[iPart] =TMath::Gaus(TMath::ACos(cosThetaTh),pTrk->GetHMPIDsignal(),TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),kTRUE);
173       
174       else             //beta < 1/ref. idx. => no light at all  
175         h[iPart] =0 ;       
176       hTot    +=h[iPart]; //total height of all theoretical heights for normalization
177     }//species loop
178      
179     Double_t hMin=TMath::Gaus(pTrk->GetHMPIDsignal()-4*TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),pTrk->GetHMPIDsignal(),TMath::Sqrt(pTrk->GetHMPIDchi2()),kTRUE);//5 sigma protection
180     
181     for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++)//species loop to assign probabilities
182       if(hTot>hMin)  
183         pid[iPart]=h[iPart]/hTot;
184       else                               //all theoretical values are far away from experemental one
185         pid[iPart]=1.0/AliPID::kSPECIES; 
186     pTrk->SetHMPIDpid(pid);
187   }//ESD tracks loop
188   //last line is to check if the nearest thetacerenkov to the teorethical one is within 5 sigma, otherwise no response (equal prob to every particle
189 }//FillESD
190 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++