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 class AliITSRecPoint;
  36
  37 class AliITSMultReconstructor : public AliTrackleter
  38 {
  39 public:
  40   //
  41   enum {kClTh,kClPh,kClZ,kClMC0,kClMC1,kClMC2,kClNPar};
  42   enum {kTrTheta,kTrPhi,kTrDPhi,kTrDTheta,kTrLab1,kTrLab2,kClID1,kClID2,kTrNPar};
  43   enum {kSCTh,kSCPh,kSCLab,kSCID,kSCNPar};
  44   enum {kITSTPC,kITSSAP,kITSTPCBit=BIT(kITSTPC),kITSSAPBit=BIT(kITSSAP)}; // RS
  45   AliITSMultReconstructor();
  46   virtual ~AliITSMultReconstructor();
  47
  48   void Reconstruct(AliESDEvent* esd, TTree* treeRP);
  49   void Reconstruct(TTree* tree, Float_t* vtx, Float_t* vtxRes=0);   // old reconstructor invocation
  50   void ReconstructMix(TTree* clusterTree, TTree* clusterTreeMix, const Float_t* vtx, Float_t* vtrRes=0);
  51   void FindTracklets(const Float_t* vtx);
  52   void LoadClusterFiredChips(TTree* tree);
  53   void FlagClustersInOverlapRegions(Int_t ic1,Int_t ic2);
  54   void FlagTrackClusters(Int_t id);
  55   void FlagIfSecondary(AliESDtrack* track, const AliVertex* vtx);
  56   void FlagV0s(const AliESDVertex *vtx);
  57   void ProcessESDTracks();
  58   Bool_t  CanBeElectron(const AliESDtrack* trc) const;
  59
  60   virtual void CreateMultiplicityObject();
  61   //
  62   // Following members are set via AliITSRecoParam
  63   void SetPhiWindow(Float_t w=0.08)    {fDPhiWindow=w;   fDPhiWindow2 = w*w;}
  64   void SetThetaWindow(Float_t w=0.025) {fDThetaWindow=w; fDThetaWindow2=w*w;}
  65   void SetPhiShift(Float_t w=0.0045) {fPhiShift=w;}
  66   void SetRemoveClustersFromOverlaps(Bool_t b = kFALSE) {fRemoveClustersFromOverlaps = b;}
  67   void SetPhiOverlapCut(Float_t w=0.005) {fPhiOverlapCut=w;}
  68   void SetZetaOverlapCut(Float_t w=0.05) {fZetaOverlapCut=w;}
  69   void SetPhiRotationAngle(Float_t w=0.0) {fPhiRotationAngle=w;}
  70
  71   Int_t GetNClustersLayer1() const {return fNClustersLay[0];}
  72   Int_t GetNClustersLayer2() const {return fNClustersLay[1];}
  73   Int_t GetNClustersLayer(Int_t i) const {return fNClustersLay[i];}
  74   Int_t GetNTracklets() const {return fNTracklets;}
  75   Int_t GetNSingleClusters() const {return fNSingleCluster;}
  76   Int_t GetNSingleClustersLr(int lr) const {return lr==0 ? fNSingleCluster-fNSingleClusterSPD2:(GetStoreSPD2SingleCl() ? fNSingleClusterSPD2 : -1) ;}
  77   Short_t GetNFiredChips(Int_t layer) const {return fNFiredChips[layer];}
  78
  79   Float_t* GetClusterLayer1(Int_t n) const {return &fClustersLay[0][n*kClNPar];}
  80   Float_t* GetClusterLayer2(Int_t n) const {return &fClustersLay[1][n*kClNPar];}
  81   Float_t* GetClusterOfLayer(Int_t lr,Int_t n) const {return &fClustersLay[lr][n*kClNPar];}
  82   Int_t    GetClusterCopyIndex(Int_t lr,Int_t n) const {return fClusterCopyIndex[lr] ? fClusterCopyIndex[lr][n] : -1;}
  83   AliITSRecPoint* GetRecPoint(Int_t lr, Int_t n) const;
  84
  85   Float_t* GetTracklet(Int_t n) const {return fTracklets[n];}
  86   Float_t* GetCluster(Int_t n) const {return fSClusters[n];}
  87
  88   void     SetScaleDThetaBySin2T(Bool_t v=kTRUE)         {fScaleDTBySin2T = v;}
  89   Bool_t   GetScaleDThetaBySin2T()               const   {return fScaleDTBySin2T;}
  90   //
  91   void     SetNStdDev(Float_t f=1.)                      {fNStdDev = f<0.01 ? 0.01 : f; fNStdDevSq=TMath::Sqrt(fNStdDev);}
  92   Float_t  GetNStdDev()                          const   {return fNStdDev;}
  93   //
  94   void SetHistOn(Bool_t b=kFALSE) {fHistOn=b;}
  95   void SaveHists();
  96   //
  97   void   SetBuildRefs(Bool_t v=kTRUE)                    {fBuildRefs = v;}
  98   Bool_t GetBuildRefs()                          const   {return fBuildRefs;}
  99   //
 100   void   SetStoreSPD2SingleCl(Bool_t v)                  {fStoreSPD2SingleCl = v;}
 101   Bool_t GetStoreSPD2SingleCl()                  const   {return fStoreSPD2SingleCl;}
 102   //
 103   AliITSDetTypeRec *GetDetTypeRec() const {return fDetTypeRec;}
 104   void SetDetTypeRec(AliITSDetTypeRec *ptr){fDetTypeRec = ptr;}
 105   //
 106   void    SetCutPxDrSPDin(Float_t v=0.1)             { fCutPxDrSPDin = v;}
 107   void    SetCutPxDrSPDout(Float_t v=0.15)           { fCutPxDrSPDout = v;}
 108   void    SetCutPxDz(Float_t v=0.2)                  { fCutPxDz = v;}
 109   void    SetCutDCArz(Float_t v=0.5)                 { fCutDCArz = v;}
 110   void    SetCutMinElectronProbTPC(Float_t v=0.5)    { fCutMinElectronProbTPC = v;}
 111   void    SetCutMinElectronProbESD(Float_t v=0.1)    { fCutMinElectronProbESD = v;}
 112   void    SetCutMinP(Float_t v=0.05)                 { fCutMinP = v;}
 113   void    SetCutMinRGamma(Float_t v=2.)              { fCutMinRGamma = v;}
 114   void    SetCutMinRK0(Float_t v=1.)                 { fCutMinRK0 = v;}
 115   void    SetCutMinPointAngle(Float_t v=0.98)        { fCutMinPointAngle = v;}
 116   void    SetCutMaxDCADauther(Float_t v=0.5)         { fCutMaxDCADauther = v;}
 117   void    SetCutMassGamma(Float_t v=0.03)            { fCutMassGamma = v;}
 118   void    SetCutMassGammaNSigma(Float_t v=5.)        { fCutMassGammaNSigma = v;}
 119   void    SetCutMassK0(Float_t v=0.03)               { fCutMassK0 = v;}
 120   void    SetCutMassK0NSigma(Float_t v=5.)           { fCutMassK0NSigma = v;}
 121   void    SetCutChi2cGamma(Float_t v=2.)             { fCutChi2cGamma = v;}
 122   void    SetCutChi2cK0(Float_t v=2.)                { fCutChi2cK0 = v;}
 123   void    SetCutGammaSFromDecay(Float_t v=-10.)      { fCutGammaSFromDecay = v;}
 124   void    SetCutK0SFromDecay(Float_t v=-10.)         { fCutK0SFromDecay = v;}
 125   void    SetCutMaxDCA(Float_t v=1.)                 { fCutMaxDCA = v;}
 126   //
 127   Float_t GetCutPxDrSPDin()                    const {return fCutPxDrSPDin;}
 128   Float_t GetCutPxDrSPDout()                   const {return fCutPxDrSPDout;}
 129   Float_t GetCutPxDz()                         const {return fCutPxDz;}
 130   Float_t GetCutDCArz()                        const {return fCutDCArz;}
 131   Float_t GetCutMinElectronProbTPC()           const {return fCutMinElectronProbTPC;}
 132   Float_t GetCutMinElectronProbESD()           const {return fCutMinElectronProbESD;}
 133   Float_t GetCutMinP()                         const {return fCutMinP;}
 134   Float_t GetCutMinRGamma()                    const {return fCutMinRGamma;}
 135   Float_t GetCutMinRK0()                       const {return fCutMinRK0;}
 136   Float_t GetCutMinPointAngle()                const {return fCutMinPointAngle;}
 137   Float_t GetCutMaxDCADauther()                const {return fCutMaxDCADauther;}
 138   Float_t GetCutMassGamma()                    const {return fCutMassGamma;}
 139   Float_t GetCutMassGammaNSigma()              const {return fCutMassGammaNSigma;}
 140   Float_t GetCutMassK0()                       const {return fCutMassK0;}
 141   Float_t GetCutMassK0NSigma()                 const {return fCutMassK0NSigma;}
 142   Float_t GetCutChi2cGamma()                   const {return fCutChi2cGamma;}
 143   Float_t GetCutChi2cK0()                      const {return fCutChi2cK0;}
 144   Float_t GetCutGammaSFromDecay()              const {return fCutGammaSFromDecay;}
 145   Float_t GetCutK0SFromDecay()                 const {return fCutK0SFromDecay;}
 146   Float_t GetCutMaxDCA()                       const {return fCutMaxDCA;}
 147   //
 148   void  InitAux();
 149   void  ClusterPos2Angles(const Float_t *vtx);
 150   void  ClusterPos2Angles(Float_t *clPar, const Float_t *vtx) const;
 151   Int_t AssociateClusterOfL1(Int_t iC1);
 152   Int_t StoreTrackletForL2Cluster(Int_t iC2);
 153   void  StoreL1Singles();
 154   TClonesArray* GetClustersOfLayer(Int_t il)   const {return fClArr[il];}
 155   void  LoadClusters()                               {LoadClusterArrays(fTreeRP);}
 156   void  SetTreeRP(TTree* rp)                         {fTreeRP    = rp;}
 157   void  SetTreeRPMix(TTree* rp=0)                    {fTreeRPMix = rp;}
 158   Bool_t AreClustersLoaded()                   const {return fClustersLoaded;}
 159   Bool_t GetCreateClustersCopy()               const {return fCreateClustersCopy;}
 160   Bool_t IsRecoDone()                          const {return fRecoDone;}
 161   void  SetCreateClustersCopy(Bool_t v=kTRUE)        {fCreateClustersCopy=v;}
 162   //
 163   //  Float_t* GetClustersArray(Int_t lr)          const {return (Float_t*) (lr==0) ? fClustersLay[0]:fClustersLay[1];}
 164   Float_t* GetClustersArray(Int_t lr)          const {if(lr==0){return fClustersLay[0];}
 165                                                       else {return fClustersLay[1];}}
 166   Int_t*   GetPartnersOfL2()                   const {return (Int_t*)fPartners;}
 167   Float_t* GetMinDistsOfL2()                   const {return (Float_t*)fMinDists;}
 168   Double_t GetDPhiShift()                      const {return fDPhiShift;}
 169   Double_t GetDPhiWindow2()                    const {return fDPhiWindow2;}
 170   Double_t GetDThetaWindow2()                  const {return fDThetaWindow2;}
 171   Double_t CalcDist(Double_t dphi, Double_t dtheta, Double_t theta) const;
 172   //
 173  protected:
 174   void   SetClustersLoaded(Bool_t v=kTRUE)           {fClustersLoaded = v;}
 175   AliITSMultReconstructor(const AliITSMultReconstructor& mr);
 176   AliITSMultReconstructor& operator=(const AliITSMultReconstructor& mr);
 177   void              CalcThetaPhi(float dx,float dy,float dz,float &theta,float &phi) const;
 178   AliITSDetTypeRec* fDetTypeRec;            //! pointer to DetTypeRec
 179   AliESDEvent*      fESDEvent;              //! pointer to ESD event
 180   TTree*            fTreeRP;                //! ITS recpoints
 181   TTree*            fTreeRPMix;             //! ITS recpoints for mixing
 182   AliRefArray*      fUsedClusLay[2][2];     //! RS: clusters usage in ESD tracks
 183   //
 184   Float_t*      fClustersLay[2];            //! clusters in the SPD layers of ITS
 185   Int_t*        fDetectorIndexClustersLay[2];  //! module index for clusters in ITS layers
 186   Int_t*        fClusterCopyIndex[2];         //! when clusters copy is requested, store here the reference on the index
 187   Bool_t*       fOverlapFlagClustersLay[2];  //! flag for clusters in the overlap regions in ITS layers
 188
 189   Float_t**     fTracklets;            //! tracklets
 190   Float_t**     fSClusters;            //! single clusters (unassociated)
 191
 192   Int_t         fNClustersLay[2];      // Number of clusters on each layer
 193   Int_t         fNTracklets;           // Number of tracklets
 194   Int_t         fNSingleCluster;       // Number of unassociated clusters
 195   Int_t         fNSingleClusterSPD2;   // Number of unassociated clusters on 2nd lr
 196   Short_t       fNFiredChips[2];       // Number of fired chips in the two SPD layers
 197   //
 198   // Following members are set via AliITSRecoParam
 199   //
 200   Float_t       fDPhiWindow;                   // Search window in phi
 201   Float_t       fDThetaWindow;                 // Search window in theta
 202   Float_t       fPhiShift;                     // Phi shift reference value (at 0.5 T)
 203   Bool_t        fRemoveClustersFromOverlaps;   // Option to skip clusters in the overlaps
 204   Float_t       fPhiOverlapCut;                // Fiducial window in phi for overlap cut
 205   Float_t       fZetaOverlapCut;               // Fiducial window in eta for overlap cut
 206   Float_t       fPhiRotationAngle;             // Angle to rotate the inner layer cluster for combinatorial reco only
 207   //
 208   Bool_t        fScaleDTBySin2T;               // use in distance definition
 209   Float_t       fNStdDev;                      // number of standard deviations to keep
 210   Float_t       fNStdDevSq;                    // sqrt of number of standard deviations to keep
 211   //
 212   // cuts for secondaries identification
 213   Float_t       fCutPxDrSPDin;                 // max P*DR for primaries involving at least 1 SPD
 214   Float_t       fCutPxDrSPDout;                // max P*DR for primaries not involving any SPD
 215   Float_t       fCutPxDz;                      // max P*DZ for primaries
 216   Float_t       fCutDCArz;                     // max DR or DZ for primares
 217   //
 218   // cuts for flagging tracks in V0s
 219   Float_t       fCutMinElectronProbTPC;     // min probability for e+/e- PID involving TPC
 220   Float_t       fCutMinElectronProbESD;     // min probability for e+/e- PID not involving TPC
 221   //
 222   Float_t       fCutMinP;                   // min P of V0
 223   Float_t       fCutMinRGamma;              // min transv. distance from ESDVertex to V0 for gammas
 224   Float_t       fCutMinRK0;                 // min transv. distance from ESDVertex to V0 for K0s
 225   Float_t       fCutMinPointAngle;          // min pointing angle cosine
 226   Float_t       fCutMaxDCADauther;          // max DCA of daughters at V0
 227   Float_t       fCutMassGamma;              // max gamma mass
 228   Float_t       fCutMassGammaNSigma;        // max standard deviations from 0 for gamma
 229   Float_t       fCutMassK0;                 // max K0 mass difference from PGD value
 230   Float_t       fCutMassK0NSigma;           // max standard deviations for K0 mass from PDG value
 231   Float_t       fCutChi2cGamma;             // max constrained chi2 cut for gammas
 232   Float_t       fCutChi2cK0;                // max constrained chi2 cut for K0s
 233   Float_t       fCutGammaSFromDecay;        // min path*P for gammas
 234   Float_t       fCutK0SFromDecay;           // min path*P for K0s
 235   Float_t       fCutMaxDCA;                 // max DCA for V0 at ESD vertex
 236
 237   Bool_t        fHistOn;               // Option to define and fill the histograms
 238
 239   TH1F*         fhClustersDPhiAcc;     // Phi2 - Phi1 for tracklets
 240   TH1F*         fhClustersDThetaAcc;   // Theta2 - Theta1 for tracklets
 241   TH1F*         fhClustersDPhiAll;     // Phi2 - Phi1 all the combinations
 242   TH1F*         fhClustersDThetaAll;   // Theta2 - Theta1 all the combinations
 243
 244   TH2F*         fhDPhiVsDThetaAll;     // 2D plot for all the combinations
 245   TH2F*         fhDPhiVsDThetaAcc;     // same plot for tracklets
 246
 247   TH1F*         fhetaTracklets;        // Pseudorapidity distr. for tracklets
 248   TH1F*         fhphiTracklets;        // Azimuthal (Phi) distr. for tracklets
 249   TH1F*         fhetaClustersLay1;     // Pseudorapidity distr. for Clusters L. 1
 250   TH1F*         fhphiClustersLay1;     // Azimuthal (Phi) distr. for Clusters L. 1
 251
 252   // temporary stuff for single event trackleting
 253   Double_t      fDPhiShift;            // shift in dphi due to the curvature
 254   Double_t      fDPhiWindow2;          // phi window^2
 255   Double_t      fDThetaWindow2;        // theta window^2
 256   Int_t*        fPartners;             //! L2 partners of L1
 257   Int_t*        fAssociatedLay1;       //! association flag
 258   Float_t*      fMinDists;             //! smallest distances for L2->L1
 259   AliRefArray*  fBlackList;            //! blacklisted cluster references
 260   Bool_t        fStoreRefs[2][2];      //! which cluster to track refs to store
 261   //
 262   // this is for the analysis mode only
 263   TClonesArray  *fClArr[2];            //! original clusters
 264   Bool_t        fCreateClustersCopy;   //  read and clone clusters directly from the tree
 265   Bool_t        fClustersLoaded;       // flag of clusters loaded
 266   Bool_t        fRecoDone;             // flag that reconstruction is done
 267   Bool_t        fBuildRefs;            // build cluster to tracks references
 268   Bool_t        fStoreSPD2SingleCl;    // do we store SPD2 singles
 269   //
 270   AliITSsegmentationSPD fSPDSeg;       // SPD segmentation model
 271   //
 272   void LoadClusterArrays(TTree* tree, TTree* treeMix=0);
 273   void LoadClusterArrays(TTree* tree,int il);
 274
 275   ClassDef(AliITSMultReconstructor,11)
 276 };
 277
 278 //____________________________________________________________________
 279 inline void AliITSMultReconstructor::ClusterPos2Angles(Float_t *clPar, const Float_t *vtx) const
 280 {
 281   // convert cluster coordinates to angles wrt vertex
 282   Float_t x = clPar[kClTh] - vtx[0];
 283   Float_t y = clPar[kClPh] - vtx[1];
 284   Float_t z = clPar[kClZ]  - vtx[2];
 285   Float_t r    = TMath::Sqrt(x*x + y*y + z*z);
 286   clPar[kClTh] = TMath::ACos(z/r);                   // Store Theta
 287   clPar[kClPh] = TMath::Pi() + TMath::ATan2(-y,-x);  // Store Phi
 288   //
 289 }
 290
 291 //____________________________________________________________________
 292 inline Double_t AliITSMultReconstructor::CalcDist(Double_t dphi, Double_t dtheta, Double_t theta) const
 293 {
 294   // calculate eliptical distance. theta is the angle of cl1, dtheta = tht(cl1)-tht(cl2)
 295   dphi = TMath::Abs(dphi) - fDPhiShift;
 296   if (fScaleDTBySin2T) {
 297     double sinTI = TMath::Sin(theta-dtheta/2);
 298     sinTI *= sinTI;
 299     dtheta /= sinTI>1.e-6 ? sinTI : 1.e-6;
 300   }
 301   return dphi*dphi/fDPhiWindow2 + dtheta*dtheta/fDThetaWindow2;
 302 }
 303
 304 //____________________________________________________________________
 305 inline void AliITSMultReconstructor::CalcThetaPhi(float x, float y,float z,float &theta,float &phi) const
 306 {
 307   // get theta and phi in tracklet convention
 308   theta = TMath::ACos(z/TMath::Sqrt(x*x + y*y + z*z));
 309   phi   = TMath::Pi() + TMath::ATan2(-y,-x);
 310 }
 311
 312
 313 #endif