Removing extra semicolon
[u/mrichter/AliRoot.git] / ITS / AliITSMultReconstructor.cxx
1 //____________________________________________________________________
2 // 
3 // AliITSMultReconstructor - find clusters in the pixels (theta and
4 // phi) and tracklets.
5 // 
6 // These can be used to extract charged particles multiplcicity from the ITS.
7 //
8 // A tracklet consist of two ITS clusters, one in the first pixel
9 // layer and one in the second. The clusters are associates if the 
10 // differencies in Phi (azimuth) and Zeta (longitudinal) are inside 
11 // a fiducial volume. In case of multiple candidates it is selected the
12 // candidate with minimum distance in Phi. 
13 // The parameter AssociationChoice allows to control if two clusters 
14 // in layer 2 can be associated to the same cluster in layer 1 or not.
15 //
16 // -----------------------------------------------------------------
17 // 
18 // TODO: 
19 // 
20 // - Introduce a rough pt estimation from the difference in phi ? 
21 // - Allow for a more refined selection criterium in case of multiple 
22 //   candidates (for instance by introducing weights for the difference 
23 //   in Phi and Zeta). 
24 //
25 //____________________________________________________________________
26
27 #include "AliITSMultReconstructor.h"
28
29 #include "TTree.h"
30 #include "TH1F.h"
31 #include "TH2F.h"
32
33
34 #include "AliITSclusterV2.h"
35 #include "AliITSgeom.h"
36 #include "AliLog.h"
37
38 //____________________________________________________________________
39 ClassImp(AliITSMultReconstructor)
40
41 //____________________________________________________________________
42 AliITSMultReconstructor::AliITSMultReconstructor() {
43
44   fGeometry =0;
45
46   SetHistOn();
47   SetPhiWindow();
48   SetZetaWindow();
49   SetOnlyOneTrackletPerC2();
50
51   fClustersLay1       = new Float_t*[300000];
52   fClustersLay2       = new Float_t*[300000];
53   fTracklets          = new Float_t*[300000];
54   fAssociationFlag    = new Bool_t[300000];
55
56   for(Int_t i=0; i<300000; i++) {
57     fClustersLay1[i]       = new Float_t[3];
58     fClustersLay2[i]       = new Float_t[3];
59     fTracklets[i]          = new Float_t[3];
60     fAssociationFlag[i]    = kFALSE;
61   }
62
63   // definition of histograms
64   fhClustersDPhi   = new TH1F("dphi",  "dphi",  200,-0.1,0.1);
65   fhClustersDPhi->SetDirectory(0);
66   fhClustersDTheta = new TH1F("dtheta","dtheta",200,-0.1,0.1);
67   fhClustersDTheta->SetDirectory(0);
68   fhClustersDZeta = new TH1F("dzeta","dzeta",200,-0.2,0.2);
69   fhClustersDZeta->SetDirectory(0);
70
71   fhDPhiVsDThetaAll = new TH2F("dphiVsDthetaAll","",200,-0.1,0.1,200,-0.1,0.1);
72   fhDPhiVsDThetaAll->SetDirectory(0);
73   fhDPhiVsDThetaAcc = new TH2F("dphiVsDthetaAcc","",200,-0.1,0.1,200,-0.1,0.1);
74   fhDPhiVsDThetaAcc->SetDirectory(0);
75
76 }
77
78
79 //____________________________________________________________________
80 void
81 AliITSMultReconstructor::Reconstruct(TTree* clusterTree, Float_t* vtx, Float_t* /* vtxRes*/) {
82   //
83   // - calls LoadClusterArray that finds the position of the clusters
84   //   (in global coord) 
85   // - convert the cluster coordinates to theta, phi (seen from the
86   //   interaction vertex). The third coordinate is used for ....
87   // - makes an array of tracklets 
88   //   
89   // After this method has been called, the clusters of the two layers
90   // and the tracklets can be retrieved by calling the Get'er methods.
91
92   cout << " HEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE " << flush << endl;
93
94   // reset counters
95   fNClustersLay1 = 0;
96   fNClustersLay2 = 0;
97   fNTracklets = 0; 
98
99   // loading the clusters 
100   LoadClusterArrays(clusterTree);
101   
102   // find the tracklets
103   AliDebug(1,"Looking for tracklets... ");  
104
105   //###########################################################
106   // Loop on layer 1 : finding theta, phi and z 
107   for (Int_t iC1=0; iC1<fNClustersLay1; iC1++) {    
108     Float_t x = fClustersLay1[iC1][0] - vtx[0];
109     Float_t y = fClustersLay1[iC1][1] - vtx[1];
110     Float_t z = fClustersLay1[iC1][2] - vtx[2];
111     
112     Float_t r    = TMath::Sqrt(TMath::Power(x,2) +
113                                TMath::Power(y,2) +
114                                TMath::Power(z,2));
115     
116     fClustersLay1[iC1][0] = TMath::ACos(z/r);  // Store Theta
117     fClustersLay1[iC1][1] = TMath::ATan(y/x);  // Store Phi
118     fClustersLay1[iC1][2] = z/r;               // Store scaled z 
119   }
120   
121   // Loop on layer 2 : finding theta, phi and r   
122   for (Int_t iC2=0; iC2<fNClustersLay2; iC2++) {    
123     Float_t x = fClustersLay2[iC2][0] - vtx[0];
124     Float_t y = fClustersLay2[iC2][1] - vtx[1];
125     Float_t z = fClustersLay2[iC2][2] - vtx[2];
126     
127     Float_t r    = TMath::Sqrt(TMath::Power(x,2) +
128                                TMath::Power(y,2) +
129                                TMath::Power(z,2));
130     
131     fClustersLay2[iC2][0] = TMath::ACos(z/r);  // Store Theta
132     fClustersLay2[iC2][1] = TMath::ATan(y/x);  // Store Phi
133     fClustersLay2[iC2][2] = z;                 // Store z
134
135     // this only needs to be initialized for the fNClustersLay2 first associations
136     fAssociationFlag[iC2] = kFALSE;
137   }  
138   
139   //###########################################################
140   // Loop on layer 1 
141   for (Int_t iC1=0; iC1<fNClustersLay1; iC1++) {    
142
143     // reset of variables for multiple candidates
144     Int_t   iC2WithBestPhi = 0;     // reset 
145     Float_t dPhimin        = 100.;  // just to put a huge number! 
146     
147     // Loop on layer 2 
148     for (Int_t iC2=0; iC2<fNClustersLay2; iC2++) {      
149       
150       // The following excludes double associations
151       if (!fAssociationFlag[iC2]) {
152         
153         // find the difference in angles
154         Float_t dTheta = fClustersLay2[iC2][0] - fClustersLay1[iC1][0];
155         Float_t dPhi   = fClustersLay2[iC2][1] - fClustersLay1[iC1][1];
156         
157         // find the difference in z (between linear projection from layer 1
158         // and the actual point: Dzeta= z1/r1*r2 -z2)   
159         Float_t r2     = fClustersLay2[iC2][2]/TMath::Cos(fClustersLay2[iC2][0]);
160         Float_t dZeta  = fClustersLay2[iC1][2]*r2 - fClustersLay2[iC2][2]; 
161         
162         if (fHistOn) {
163           fhClustersDPhi->Fill(dPhi);    
164           fhClustersDTheta->Fill(dTheta);    
165           fhClustersDZeta->Fill(dZeta);    
166           fhDPhiVsDThetaAll->Fill(dTheta, dPhi);
167         }
168         // make "elliptical" cut in Phi and Zeta! 
169         Float_t d = TMath::Sqrt(TMath::Power(dPhi/fPhiWindow,2) + TMath::Power(dZeta/fZetaWindow,2));
170         if (d>1) continue;      
171         
172         //look for the minimum distance in Phi: the minimum is in iC2WithBestPhi
173         if (TMath::Abs(dPhi) < dPhimin) {
174           dPhimin = TMath::Abs(dPhi);
175           iC2WithBestPhi = iC2;
176         }
177       } 
178     } // end of loop over clusters in layer 2 
179     
180     if (dPhimin<100) { // This means that a cluster in layer 2 was found that mathes with iC1
181       
182       if (fOnlyOneTrackletPerC2) fAssociationFlag[iC2WithBestPhi] = kTRUE; // flag the association
183       
184       // store the tracklet
185       
186       // use the average theta from the clusters in the two layers
187       fTracklets[fNTracklets][0] = 0.5*(fClustersLay1[iC1][0]+fClustersLay2[iC2WithBestPhi][0]);
188       // use the phi from the clusters in the first layer 
189       fTracklets[fNTracklets][1] = fClustersLay1[iC1][1];
190       // Store the difference between phi1 and phi2
191       fTracklets[fNTracklets][2] = fClustersLay1[iC1][1] - fClustersLay2[iC2WithBestPhi][1];         
192       fNTracklets++;
193       
194       AliDebug(1,Form(" Adding tracklet candidate %d (cluster %d  of layer 1 and %d  of layer 2)", fNTracklets, iC1));
195     }
196   } // end of loop over clusters in layer 1
197   
198   AliDebug(1,Form("%d tracklets found", fNTracklets));
199 }
200
201 //____________________________________________________________________
202 void
203 AliITSMultReconstructor::LoadClusterArrays(TTree* itsClusterTree) {
204   // This method
205   // - gets the clusters from the cluster tree 
206   // - convert them into global coordinates 
207   // - store them in the internal arrays
208   
209   AliDebug(1,"Loading clusters ...");
210   
211   fNClustersLay1 = 0;
212   fNClustersLay2 = 0;
213   
214   TClonesArray* itsClusters = new TClonesArray("AliITSclusterV2");
215   TBranch* itsClusterBranch=itsClusterTree->GetBranch("Clusters");
216   itsClusterBranch->SetAddress(&itsClusters);
217   
218   Int_t nItsSubs = (Int_t)itsClusterTree->GetEntries();  
219   
220   // loop over the its subdetectors
221   for (Int_t iIts=0; iIts < nItsSubs; iIts++) {
222     
223     if (!itsClusterTree->GetEvent(iIts)) 
224       continue;
225     
226     Int_t nClusters = itsClusters->GetEntriesFast();
227     
228     // stuff needed to get the global coordinates
229     Double_t rot[9];   fGeometry->GetRotMatrix(iIts,rot);
230     Int_t lay,lad,det; fGeometry->GetModuleId(iIts,lay,lad,det);
231     Float_t tx,ty,tz;  fGeometry->GetTrans(lay,lad,det,tx,ty,tz);
232     
233     // Below:
234     // "alpha" is the angle from the global X-axis to the
235     //         local GEANT X'-axis  ( rot[0]=cos(alpha) and rot[1]=sin(alpha) )
236     // "phi" is the angle from the global X-axis to the
237     //       local cluster X"-axis
238     
239     Double_t alpha   = TMath::ATan2(rot[1],rot[0])+TMath::Pi();
240     Double_t itsPhi = TMath::Pi()/2+alpha;
241     
242     if (lay==1) itsPhi+=TMath::Pi();
243     Double_t cp=TMath::Cos(itsPhi), sp=TMath::Sin(itsPhi);
244     Double_t r=tx*cp+ty*sp;
245     
246     // loop over clusters
247     while(nClusters--) {
248       AliITSclusterV2* cluster = (AliITSclusterV2*)itsClusters->UncheckedAt(nClusters); 
249       
250       if (cluster->GetLayer()>1) 
251         continue;            
252       
253       Float_t x = r*cp - cluster->GetY()*sp;
254       Float_t y = r*sp + cluster->GetY()*cp;
255       Float_t z = cluster->GetZ();      
256       
257       if (cluster->GetLayer()==0) {
258         fClustersLay1[fNClustersLay1][0] = x;
259         fClustersLay1[fNClustersLay1][1] = y;
260         fClustersLay1[fNClustersLay1][2] = z;
261         fNClustersLay1++;
262       }
263       if (cluster->GetLayer()==1) {     
264         fClustersLay2[fNClustersLay2][0] = x;
265         fClustersLay2[fNClustersLay2][1] = y;
266         fClustersLay2[fNClustersLay2][2] = z;
267         fNClustersLay2++;
268       }
269       
270     }// end of cluster loop
271   } // end of its "subdetector" loop  
272   
273   AliDebug(1,Form("(clusters in layer 1 : %d,  layer 2: %d)",fNClustersLay1,fNClustersLay2));
274 }
275 //____________________________________________________________________
276 void
277 AliITSMultReconstructor::SaveHists() {
278   
279   if (!fHistOn)
280     return;
281
282   cout << "Saving histograms" << endl;
283
284   fhClustersDPhi->Write();
285   fhClustersDTheta->Write();
286   fhClustersDZeta->Write();
287   fhDPhiVsDThetaAll->Write();
288   fhDPhiVsDThetaAcc->Write();
289 }