ITS/AliITSMultReconstructor.h

   1 #ifndef ALIITSMULTRECONSTRUCTOR_H
   2 #define ALIITSMULTRECONSTRUCTOR_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 //_________________________________________________________________________
   7 //
   8 //        Implementation of the ITS-SPD trackleter class
   9 //
  10 // It retrieves clusters in the pixels (theta and phi) and finds tracklets.
  11 // These can be used to extract charged particle multiplicity from the ITS.
  12 //
  13 // A tracklet consists of two ITS clusters, one in the first pixel layer and
  14 // one in the second. The clusters are associated if the differences in
  15 // Phi (azimuth) and Theta (polar angle) are within fiducial windows.
  16 // In case of multiple candidates the candidate with minimum
  17 // distance is selected.
  18 //_________________________________________________________________________
  19 #include "AliTrackleter.h"
  20 #include "AliITSsegmentationSPD.h"
  21 #include "TMath.h"
  22
  23 class TBits;
  24 class TTree;
  25 class TH1F;
  26 class TH2F;
  27 class AliITSDetTypeRec;
  28 class AliITSgeom;
  29 class AliESDEvent;
  30 class AliESDtrack;
  31 class AliVertex;
  32 class AliESDVertex;
  33 class AliMultiplicity;
  34 class AliRefArray;
  35
  36 class AliITSMultReconstructor : public AliTrackleter
  37 {
  38 public:
  39   //
  40   enum {kClTh,kClPh,kClZ,kClMC0,kClMC1,kClMC2,kClNPar};
  41   enum {kTrTheta,kTrPhi,kTrDPhi,kTrDTheta,kTrLab1,kTrLab2,kClID1,kClID2,kTrNPar};
  42   enum {kSCTh,kSCPh,kSCLab,kSCID,kSCNPar};
  43   enum {kITSTPC,kITSSAP,kITSTPCBit=BIT(kITSTPC),kITSSAPBit=BIT(kITSSAP)}; // RS
  44   AliITSMultReconstructor();
  45   virtual ~AliITSMultReconstructor();
  46
  47   void Reconstruct(AliESDEvent* esd, TTree* treeRP);
  48   void Reconstruct(TTree* tree, Float_t* vtx, Float_t* vtxRes=0);   // old reconstructor invocation
  49   void ReconstructMix(TTree* clusterTree, TTree* clusterTreeMix, const Float_t* vtx, Float_t* vtrRes=0);
  50   void FindTracklets(const Float_t* vtx);
  51   void LoadClusterFiredChips(TTree* tree);
  52   void FlagClustersInOverlapRegions(Int_t ic1,Int_t ic2);
  53   void FlagTrackClusters(Int_t id);
  54   void FlagIfSecondary(AliESDtrack* track, const AliVertex* vtx);
  55   void FlagV0s(const AliESDVertex *vtx);
  56   void ProcessESDTracks();
  57   Bool_t  CanBeElectron(const AliESDtrack* trc) const;
  58
  59   virtual void CreateMultiplicityObject();
  60   //
  61   // Following members are set via AliITSRecoParam
  62   void SetPhiWindow(Float_t w=0.08)    {fDPhiWindow=w;   fDPhiWindow2 = w*w;}
  63   void SetThetaWindow(Float_t w=0.025) {fDThetaWindow=w; fDThetaWindow2=w*w;}
  64   void SetPhiShift(Float_t w=0.0045) {fPhiShift=w;}
  65   void SetRemoveClustersFromOverlaps(Bool_t b = kFALSE) {fRemoveClustersFromOverlaps = b;}
  66   void SetPhiOverlapCut(Float_t w=0.005) {fPhiOverlapCut=w;}
  67   void SetZetaOverlapCut(Float_t w=0.05) {fZetaOverlapCut=w;}
  68   void SetPhiRotationAngle(Float_t w=0.0) {fPhiRotationAngle=w;}
  69
  70   Int_t GetNClustersLayer1() const {return fNClustersLay[0];}
  71   Int_t GetNClustersLayer2() const {return fNClustersLay[1];}
  72   Int_t GetNClustersLayer(Int_t i) const {return fNClustersLay[i];}
  73   Int_t GetNTracklets() const {return fNTracklets;}
  74   Int_t GetNSingleClusters() const {return fNSingleCluster;}
  75   Short_t GetNFiredChips(Int_t layer) const {return fNFiredChips[layer];}
  76
  77   Float_t* GetClusterLayer1(Int_t n) {return &fClustersLay[0][n*kClNPar];}
  78   Float_t* GetClusterLayer2(Int_t n) {return &fClustersLay[1][n*kClNPar];}
  79   Float_t* GetClusterOfLayer(Int_t lr,Int_t n) {return &fClustersLay[lr][n*kClNPar];}
  80
  81   Float_t* GetTracklet(Int_t n) {return fTracklets[n];}
  82   Float_t* GetCluster(Int_t n) {return fSClusters[n];}
  83
  84   void     SetScaleDThetaBySin2T(Bool_t v=kTRUE)         {fScaleDTBySin2T = v;}
  85   Bool_t   GetScaleDThetaBySin2T()               const   {return fScaleDTBySin2T;}
  86   //
  87   void     SetNStdDev(Float_t f=1.)                      {fNStdDev = f<0.01 ? 0.01 : f; fNStdDevSq=TMath::Sqrt(fNStdDev);}
  88   Float_t  GetNStdDev()                          const   {return fNStdDev;}
  89   //
  90   void SetHistOn(Bool_t b=kFALSE) {fHistOn=b;}
  91   void SaveHists();
  92
  93   AliITSDetTypeRec *GetDetTypeRec() const {return fDetTypeRec;}
  94   void SetDetTypeRec(AliITSDetTypeRec *ptr){fDetTypeRec = ptr;}
  95   //
  96   void    SetCutPxDrSPDin(Float_t v=0.1)             { fCutPxDrSPDin = v;}
  97   void    SetCutPxDrSPDout(Float_t v=0.15)           { fCutPxDrSPDout = v;}
  98   void    SetCutPxDz(Float_t v=0.2)                  { fCutPxDz = v;}
  99   void    SetCutDCArz(Float_t v=0.5)                 { fCutDCArz = v;}
 100   void    SetCutMinElectronProbTPC(Float_t v=0.5)    { fCutMinElectronProbTPC = v;}
 101   void    SetCutMinElectronProbESD(Float_t v=0.1)    { fCutMinElectronProbESD = v;}
 102   void    SetCutMinP(Float_t v=0.05)                 { fCutMinP = v;}
 103   void    SetCutMinRGamma(Float_t v=2.)              { fCutMinRGamma = v;}
 104   void    SetCutMinRK0(Float_t v=1.)                 { fCutMinRK0 = v;}
 105   void    SetCutMinPointAngle(Float_t v=0.98)        { fCutMinPointAngle = v;}
 106   void    SetCutMaxDCADauther(Float_t v=0.5)         { fCutMaxDCADauther = v;}
 107   void    SetCutMassGamma(Float_t v=0.03)            { fCutMassGamma = v;}
 108   void    SetCutMassGammaNSigma(Float_t v=5.)        { fCutMassGammaNSigma = v;}
 109   void    SetCutMassK0(Float_t v=0.03)               { fCutMassK0 = v;}
 110   void    SetCutMassK0NSigma(Float_t v=5.)           { fCutMassK0NSigma = v;}
 111   void    SetCutChi2cGamma(Float_t v=2.)             { fCutChi2cGamma = v;}
 112   void    SetCutChi2cK0(Float_t v=2.)                { fCutChi2cK0 = v;}
 113   void    SetCutGammaSFromDecay(Float_t v=-10.)      { fCutGammaSFromDecay = v;}
 114   void    SetCutK0SFromDecay(Float_t v=-10.)         { fCutK0SFromDecay = v;}
 115   void    SetCutMaxDCA(Float_t v=1.)                 { fCutMaxDCA = v;}
 116   //
 117   Float_t GetCutPxDrSPDin()                    const {return fCutPxDrSPDin;}
 118   Float_t GetCutPxDrSPDout()                   const {return fCutPxDrSPDout;}
 119   Float_t GetCutPxDz()                         const {return fCutPxDz;}
 120   Float_t GetCutDCArz()                        const {return fCutDCArz;}
 121   Float_t GetCutMinElectronProbTPC()           const {return fCutMinElectronProbTPC;}
 122   Float_t GetCutMinElectronProbESD()           const {return fCutMinElectronProbESD;}
 123   Float_t GetCutMinP()                         const {return fCutMinP;}
 124   Float_t GetCutMinRGamma()                    const {return fCutMinRGamma;}
 125   Float_t GetCutMinRK0()                       const {return fCutMinRK0;}
 126   Float_t GetCutMinPointAngle()                const {return fCutMinPointAngle;}
 127   Float_t GetCutMaxDCADauther()                const {return fCutMaxDCADauther;}
 128   Float_t GetCutMassGamma()                    const {return fCutMassGamma;}
 129   Float_t GetCutMassGammaNSigma()              const {return fCutMassGammaNSigma;}
 130   Float_t GetCutMassK0()                       const {return fCutMassK0;}
 131   Float_t GetCutMassK0NSigma()                 const {return fCutMassK0NSigma;}
 132   Float_t GetCutChi2cGamma()                   const {return fCutChi2cGamma;}
 133   Float_t GetCutChi2cK0()                      const {return fCutChi2cK0;}
 134   Float_t GetCutGammaSFromDecay()              const {return fCutGammaSFromDecay;}
 135   Float_t GetCutK0SFromDecay()                 const {return fCutK0SFromDecay;}
 136   Float_t GetCutMaxDCA()                       const {return fCutMaxDCA;}
 137   //
 138   void  InitAux();
 139   void  ClusterPos2Angles(const Float_t *vtx);
 140   void  ClusterPos2Angles(Float_t *clPar, const Float_t *vtx) const;
 141   Int_t AssociateClusterOfL1(Int_t iC1);
 142   Int_t StoreTrackletForL2Cluster(Int_t iC2);
 143   void  StoreL1Singles();
 144   TClonesArray* GetClustersOfLayer(Int_t il)   const {return fClArr[il];}
 145   void  LoadClusters()                               {LoadClusterArrays(fTreeRP);}
 146   void  SetTreeRP(TTree* rp)                         {fTreeRP    = rp;}
 147   void  SetTreeRPMix(TTree* rp=0)                    {fTreeRPMix = rp;}
 148   Bool_t AreClustersLoaded()                   const {return fClustersLoaded;}
 149   Bool_t GetCreateClustersCopy()               const {return fCreateClustersCopy;}
 150   Bool_t IsRecoDone()                          const {return fRecoDone;}
 151   void  SetCreateClustersCopy(Bool_t v=kTRUE)        {fCreateClustersCopy=v;}
 152   //
 153   //  Float_t* GetClustersArray(Int_t lr)          const {return (Float_t*) (lr==0) ? fClustersLay[0]:fClustersLay[1];}
 154   Float_t* GetClustersArray(Int_t lr)          const {if(lr==0){return fClustersLay[0];}
 155                                                       else {return fClustersLay[1];}}
 156   Int_t*   GetPartnersOfL2()                   const {return (Int_t*)fPartners;}
 157   Float_t* GetMinDistsOfL2()                   const {return (Float_t*)fMinDists;}
 158   Double_t GetDPhiShift()                      const {return fDPhiShift;}
 159   Double_t GetDPhiWindow2()                    const {return fDPhiWindow2;}
 160   Double_t GetDThetaWindow2()                  const {return fDThetaWindow2;}
 161   Double_t CalcDist(Double_t dphi, Double_t dtheta, Double_t theta) const;
 162   //
 163  protected:
 164   void   SetClustersLoaded(Bool_t v=kTRUE)           {fClustersLoaded = v;}
 165   AliITSMultReconstructor(const AliITSMultReconstructor& mr);
 166   AliITSMultReconstructor& operator=(const AliITSMultReconstructor& mr);
 167   void              CalcThetaPhi(float dx,float dy,float dz,float &theta,float &phi) const;
 168   AliITSDetTypeRec* fDetTypeRec;            //! pointer to DetTypeRec
 169   AliESDEvent*      fESDEvent;              //! pointer to ESD event
 170   TTree*            fTreeRP;                //! ITS recpoints
 171   TTree*            fTreeRPMix;             //! ITS recpoints for mixing
 172   AliRefArray*      fUsedClusLay[2][2];     //! RS: clusters usage in ESD tracks
 173   //
 174   Float_t*      fClustersLay[2];            //! clusters in the SPD layers of ITS
 175   Int_t*        fDetectorIndexClustersLay[2];  //! module index for clusters in ITS layers
 176   Bool_t*       fOverlapFlagClustersLay[2];  //! flag for clusters in the overlap regions in ITS layers
 177
 178   Float_t**     fTracklets;            //! tracklets
 179   Float_t**     fSClusters;            //! single clusters (unassociated)
 180
 181   Int_t         fNClustersLay[2];      // Number of clusters on each layer
 182   Int_t         fNTracklets;           // Number of tracklets
 183   Int_t         fNSingleCluster;       // Number of unassociated clusters
 184   Short_t       fNFiredChips[2];       // Number of fired chips in the two SPD layers
 185   //
 186   // Following members are set via AliITSRecoParam
 187   //
 188   Float_t       fDPhiWindow;                   // Search window in phi
 189   Float_t       fDThetaWindow;                 // Search window in theta
 190   Float_t       fPhiShift;                     // Phi shift reference value (at 0.5 T)
 191   Bool_t        fRemoveClustersFromOverlaps;   // Option to skip clusters in the overlaps
 192   Float_t       fPhiOverlapCut;                // Fiducial window in phi for overlap cut
 193   Float_t       fZetaOverlapCut;               // Fiducial window in eta for overlap cut
 194   Float_t       fPhiRotationAngle;             // Angle to rotate the inner layer cluster for combinatorial reco only
 195   //
 196   Bool_t        fScaleDTBySin2T;               // use in distance definition
 197   Float_t       fNStdDev;                      // number of standard deviations to keep
 198   Float_t       fNStdDevSq;                    // sqrt of number of standard deviations to keep
 199   //
 200   // cuts for secondaries identification
 201   Float_t       fCutPxDrSPDin;                 // max P*DR for primaries involving at least 1 SPD
 202   Float_t       fCutPxDrSPDout;                // max P*DR for primaries not involving any SPD
 203   Float_t       fCutPxDz;                      // max P*DZ for primaries
 204   Float_t       fCutDCArz;                     // max DR or DZ for primares
 205   //
 206   // cuts for flagging tracks in V0s
 207   Float_t       fCutMinElectronProbTPC;     // min probability for e+/e- PID involving TPC
 208   Float_t       fCutMinElectronProbESD;     // min probability for e+/e- PID not involving TPC
 209   //
 210   Float_t       fCutMinP;                   // min P of V0
 211   Float_t       fCutMinRGamma;              // min transv. distance from ESDVertex to V0 for gammas
 212   Float_t       fCutMinRK0;                 // min transv. distance from ESDVertex to V0 for K0s
 213   Float_t       fCutMinPointAngle;          // min pointing angle cosine
 214   Float_t       fCutMaxDCADauther;          // max DCA of daughters at V0
 215   Float_t       fCutMassGamma;              // max gamma mass
 216   Float_t       fCutMassGammaNSigma;        // max standard deviations from 0 for gamma
 217   Float_t       fCutMassK0;                 // max K0 mass difference from PGD value
 218   Float_t       fCutMassK0NSigma;           // max standard deviations for K0 mass from PDG value
 219   Float_t       fCutChi2cGamma;             // max constrained chi2 cut for gammas
 220   Float_t       fCutChi2cK0;                // max constrained chi2 cut for K0s
 221   Float_t       fCutGammaSFromDecay;        // min path*P for gammas
 222   Float_t       fCutK0SFromDecay;           // min path*P for K0s
 223   Float_t       fCutMaxDCA;                 // max DCA for V0 at ESD vertex
 224
 225   Bool_t        fHistOn;               // Option to define and fill the histograms
 226
 227   TH1F*         fhClustersDPhiAcc;     // Phi2 - Phi1 for tracklets
 228   TH1F*         fhClustersDThetaAcc;   // Theta2 - Theta1 for tracklets
 229   TH1F*         fhClustersDPhiAll;     // Phi2 - Phi1 all the combinations
 230   TH1F*         fhClustersDThetaAll;   // Theta2 - Theta1 all the combinations
 231
 232   TH2F*         fhDPhiVsDThetaAll;     // 2D plot for all the combinations
 233   TH2F*         fhDPhiVsDThetaAcc;     // same plot for tracklets
 234
 235   TH1F*         fhetaTracklets;        // Pseudorapidity distr. for tracklets
 236   TH1F*         fhphiTracklets;        // Azimuthal (Phi) distr. for tracklets
 237   TH1F*         fhetaClustersLay1;     // Pseudorapidity distr. for Clusters L. 1
 238   TH1F*         fhphiClustersLay1;     // Azimuthal (Phi) distr. for Clusters L. 1
 239
 240   // temporary stuff for single event trackleting
 241   Double_t      fDPhiShift;            // shift in dphi due to the curvature
 242   Double_t      fDPhiWindow2;          // phi window^2
 243   Double_t      fDThetaWindow2;        // theta window^2
 244   Int_t*        fPartners;             //! L2 partners of L1
 245   Int_t*        fAssociatedLay1;       //! association flag
 246   Float_t*      fMinDists;             //! smallest distances for L2->L1
 247   AliRefArray*  fBlackList;            //! blacklisted cluster references
 248   Bool_t        fStoreRefs[2][2];      //! which cluster to track refs to store
 249   //
 250   // this is for the analysis mode only
 251   TClonesArray  *fClArr[2];            //! original clusters
 252   Bool_t        fCreateClustersCopy;   //  read and clone clusters directly from the tree
 253   Bool_t        fClustersLoaded;       // flag of clusters loaded
 254   Bool_t        fRecoDone;             // flag that reconstruction is done
 255   //
 256   AliITSsegmentationSPD fSPDSeg;       // SPD segmentation model
 257   //
 258   void LoadClusterArrays(TTree* tree, TTree* treeMix=0);
 259   void LoadClusterArrays(TTree* tree,int il);
 260
 261   ClassDef(AliITSMultReconstructor,10)
 262 };
 263
 264 //____________________________________________________________________
 265 inline void AliITSMultReconstructor::ClusterPos2Angles(Float_t *clPar, const Float_t *vtx) const
 266 {
 267   // convert cluster coordinates to angles wrt vertex
 268   Float_t x = clPar[kClTh] - vtx[0];
 269   Float_t y = clPar[kClPh] - vtx[1];
 270   Float_t z = clPar[kClZ]  - vtx[2];
 271   Float_t r    = TMath::Sqrt(x*x + y*y + z*z);
 272   clPar[kClTh] = TMath::ACos(z/r);                   // Store Theta
 273   clPar[kClPh] = TMath::Pi() + TMath::ATan2(-y,-x);  // Store Phi
 274   //
 275 }
 276
 277 //____________________________________________________________________
 278 inline Double_t AliITSMultReconstructor::CalcDist(Double_t dphi, Double_t dtheta, Double_t theta) const
 279 {
 280   // calculate eliptical distance. theta is the angle of cl1, dtheta = tht(cl1)-tht(cl2)
 281   dphi = TMath::Abs(dphi) - fDPhiShift;
 282   if (fScaleDTBySin2T) {
 283     double sinTI = TMath::Sin(theta-dtheta/2);
 284     sinTI *= sinTI;
 285     dtheta /= sinTI>1.e-6 ? sinTI : 1.e-6;
 286   }
 287   return dphi*dphi/fDPhiWindow2 + dtheta*dtheta/fDThetaWindow2;
 288 }
 289
 290 //____________________________________________________________________
 291 inline void AliITSMultReconstructor::CalcThetaPhi(float x, float y,float z,float &theta,float &phi) const
 292 {
 293   // get theta and phi in tracklet convention
 294   theta = TMath::ACos(z/TMath::Sqrt(x*x + y*y + z*z));
 295   phi   = TMath::Pi() + TMath::ATan2(-y,-x);
 296 }
 297
 298
 299 #endif