1ee1bf60182f97122845ef36201208c7ffe6f276
[u/mrichter/AliRoot.git] / ITS / AliITSVertexer3D.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 2006-2008, 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 #include <TTree.h>
16 #include "AliRunLoader.h"
17 #include "AliESDVertex.h"
18 #include "AliLog.h"
19 #include "AliStrLine.h"
20 #include "AliTracker.h"
21 #include "AliITSDetTypeRec.h"
22 #include "AliITSRecPoint.h"
23 #include "AliITSRecPointContainer.h"
24 #include "AliITSgeomTGeo.h"
25 #include "AliVertexerTracks.h"
26 #include "AliITSVertexer3D.h"
27 #include "AliITSVertexerZ.h"
28 #include "AliITSSortTrkl.h"
29 /////////////////////////////////////////////////////////////////
30 // this class implements a method to determine
31 // the 3 coordinates of the primary vertex
32 // optimized for 
33 // p-p collisions
34 ////////////////////////////////////////////////////////////////
35
36 const Int_t    AliITSVertexer3D::fgkMaxNumOfClDefault = 500;
37
38 ClassImp(AliITSVertexer3D)
39
40 /* $Id$ */
41
42 //______________________________________________________________________
43 AliITSVertexer3D::AliITSVertexer3D():
44   AliITSVertexer(),
45   fLines("AliStrLine",1000),
46   fVert3D(),
47   fCoarseDiffPhiCut(0.),
48   fFineDiffPhiCut(0.),
49   fCutOnPairs(0.),
50   fCoarseMaxRCut(0.),
51   fMaxRCut(0.),
52   fMaxRCut2(0.),
53   fZCutDiamond(0.),
54   fMaxZCut(0.),
55   fDCAcut(0.),
56   fDiffPhiMax(0.),
57   fMeanPSelTrk(0.),
58   fMeanPtSelTrk(0.),
59   fUsedCluster(kMaxCluPerMod*kNSPDMod),
60   fZHisto(0),
61   fDCAforPileup(0.),
62   fDiffPhiforPileup(0.),
63   fBinSizeR(0.),
64   fBinSizeZ(0.),
65   fPileupAlgo(0),
66   fMaxNumOfCl(fgkMaxNumOfClDefault)
67 {
68   // Default constructor
69   SetCoarseDiffPhiCut();
70   SetFineDiffPhiCut();
71   SetCutOnPairs();
72   SetCoarseMaxRCut();
73   SetMaxRCut();
74   SetMaxRCutAlgo2();
75   SetZCutDiamond();
76   SetMaxZCut();
77   SetDCACut();
78   SetDiffPhiMax();
79   SetMeanPSelTracks();
80   SetMeanPtSelTracks();
81   SetMinDCAforPileup();
82   SetDeltaPhiforPileup();
83   SetPileupAlgo();
84   SetBinSizeR();
85   SetBinSizeZ();
86   Double_t binsize=0.02; // default 200 micron
87   Int_t nbins=static_cast<Int_t>(1+2*fZCutDiamond/binsize);
88   fZHisto=new TH1F("hz","",nbins,-fZCutDiamond,-fZCutDiamond+binsize*nbins);
89 }
90
91 //______________________________________________________________________
92 AliITSVertexer3D::~AliITSVertexer3D() {
93   // Destructor
94   fLines.Clear("C");
95   if(fZHisto) delete fZHisto;
96 }
97
98 //______________________________________________________________________
99 void AliITSVertexer3D::ResetVert3D(){
100   //
101   ResetVertex();
102   fVert3D.SetXv(0.);
103   fVert3D.SetYv(0.);
104   fVert3D.SetZv(0.);
105   fVert3D.SetDispersion(0.);
106   fVert3D.SetNContributors(0);
107   fUsedCluster.ResetAllBits(0);
108 }
109 //______________________________________________________________________
110 AliESDVertex* AliITSVertexer3D::FindVertexForCurrentEvent(TTree *itsClusterTree){
111   // Defines the AliESDVertex for the current event
112   ResetVert3D();
113   AliDebug(1,"FindVertexForCurrentEvent - 3D - PROCESSING NEXT EVENT");
114   fLines.Clear("C");
115   fCurrentVertex = NULL;
116
117   Int_t nolines = FindTracklets(itsClusterTree,0);
118   Int_t rc;
119   if(nolines>=2){
120     rc=Prepare3DVertex(0);
121     if(fVert3D.GetNContributors()>0){
122       fLines.Clear("C");
123       nolines = FindTracklets(itsClusterTree,1);
124       if(nolines>=2){
125         rc=Prepare3DVertex(1);
126         if(fPileupAlgo == 2 && rc == 0) FindVertex3DIterative();
127         else if(fPileupAlgo<2 && rc == 0) FindVertex3D(itsClusterTree);
128         if(rc!=0) fVert3D.SetNContributors(0); // exclude this vertex      
129       }
130     }
131   }
132
133   if(!fCurrentVertex){
134     AliITSVertexerZ vertz(GetNominalPos()[0],GetNominalPos()[1]);
135     vertz.SetDetTypeRec(GetDetTypeRec());
136     AliDebug(1,"Call Vertexer Z\n");
137     vertz.SetLowLimit(-fZCutDiamond);
138     vertz.SetHighLimit(fZCutDiamond);
139     AliESDVertex* vtxz = vertz.FindVertexForCurrentEvent(itsClusterTree);
140     if(vtxz){
141       Double_t position[3]={GetNominalPos()[0],GetNominalPos()[1],vtxz->GetZv()};
142       Double_t covmatrix[6];
143       vtxz->GetCovMatrix(covmatrix);
144       Double_t chi2=99999.;
145       Int_t    nContr=vtxz->GetNContributors();
146       fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nContr);    
147       fCurrentVertex->SetDispersion(vtxz->GetDispersion());
148       fCurrentVertex->SetTitle("vertexer: Z");
149       fCurrentVertex->SetName("SPDVertexZ");
150       delete vtxz;
151     }
152
153   }
154   FindMultiplicity(itsClusterTree);
155   return fCurrentVertex;
156 }  
157
158 //______________________________________________________________________
159 void AliITSVertexer3D::FindVertex3D(TTree *itsClusterTree){
160  
161   Double_t vRadius=TMath::Sqrt(fVert3D.GetXv()*fVert3D.GetXv()+fVert3D.GetYv()*fVert3D.GetYv());
162   if(vRadius<GetPipeRadius() && fVert3D.GetNContributors()>0){
163     Double_t position[3]={fVert3D.GetXv(),fVert3D.GetYv(),fVert3D.GetZv()};
164     Double_t covmatrix[6];
165     fVert3D.GetCovMatrix(covmatrix);
166     Double_t chi2=99999.;
167     Int_t    nContr=fVert3D.GetNContributors();
168     fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nContr);    
169     fCurrentVertex->SetTitle("vertexer: 3D");
170     fCurrentVertex->SetName("SPDVertex3D");
171     fCurrentVertex->SetDispersion(fVert3D.GetDispersion());
172     fNoVertices=1;
173     
174     switch(fPileupAlgo){
175     case 0: PileupFromZ(); break;
176     case 1: FindOther3DVertices(itsClusterTree); break;
177     default: AliError("Wrong pileup algorithm"); break;
178     }
179     if(fNoVertices==1){
180       fVertArray = new AliESDVertex[1];
181       fVertArray[0]=(*fCurrentVertex);    
182     }
183   }
184 }
185
186 //______________________________________________________________________
187 void AliITSVertexer3D::FindVertex3DIterative(){
188   //
189
190   Int_t nLines=fLines.GetEntriesFast();
191   Int_t maxPoints=nLines*(nLines-1)/2;
192   Double_t* xP=new Double_t[maxPoints];
193   Double_t* yP=new Double_t[maxPoints];
194   Double_t* zP=new Double_t[maxPoints];
195   Int_t* index1=new Int_t[maxPoints];
196   Int_t* index2=new Int_t[maxPoints];
197   Double_t xbeam=fVert3D.GetXv();
198   Double_t ybeam=fVert3D.GetYv();
199
200   Int_t iPoint=0;
201   for(Int_t ilin1=0; ilin1<nLines; ilin1++){
202     AliStrLine *l1 = (AliStrLine*)fLines.At(ilin1);
203     for(Int_t ilin2=ilin1+1; ilin2<nLines; ilin2++){
204       AliStrLine *l2 = (AliStrLine*)fLines.At(ilin2);
205       Double_t dca=l1->GetDCA(l2);
206       if(dca > fDCAcut || dca<0.00001) continue;
207       Double_t point[3];
208       Int_t retc = l1->Cross(l2,point);
209       if(retc<0)continue;
210       Double_t rad=TMath::Sqrt(point[0]*point[0]+point[1]*point[1]);
211       if(rad>fCoarseMaxRCut)continue;
212       Double_t distFromBeam=TMath::Sqrt((point[0]-xbeam)*(point[0]-xbeam)+(point[1]-ybeam)*(point[1]-ybeam));
213       if(distFromBeam>fMaxRCut2) continue;
214       xP[iPoint]=point[0];
215       yP[iPoint]=point[1];
216       zP[iPoint]=point[2];
217       index1[iPoint]=ilin1;
218       index2[iPoint]=ilin2;
219       iPoint++;
220     }
221   }
222   Int_t npoints=iPoint++;
223   Int_t index=0;
224   Short_t* mask=new Short_t[npoints];
225   for(Int_t ip=0;ip<npoints;ip++) mask[ip]=-1;
226  
227   for(Int_t ip1=0;ip1<npoints;ip1++){
228     if(mask[ip1]==-1) mask[ip1]=index++;
229     for(Int_t ip2=ip1+1; ip2<npoints; ip2++){
230       if(mask[ip2]==mask[ip1] && mask[ip2]!=-1) continue;
231       Double_t dist2=(xP[ip1]-xP[ip2])*(xP[ip1]-xP[ip2]);
232       dist2+=(yP[ip1]-yP[ip2])*(yP[ip1]-yP[ip2]);
233       dist2+=(zP[ip1]-zP[ip2])*(zP[ip1]-zP[ip2]);
234       if(dist2<fCutOnPairs*fCutOnPairs){ 
235         if(mask[ip2]==-1) mask[ip2]=mask[ip1];
236         else{
237           for(Int_t ip=0; ip<npoints;ip++){
238             if(mask[ip]==mask[ip2]) mask[ip]=mask[ip1];
239           }
240         }
241       }
242     }
243   }
244
245
246   // Count multiplicity of trackelts in clusters
247   UInt_t* isIndUsed=new UInt_t[index+1];
248   for(Int_t ind=0;ind<index+1;ind++) isIndUsed[ind]=0;
249   for(Int_t ip=0; ip<npoints;ip++){
250     Int_t ind=mask[ip];
251     isIndUsed[ind]++;
252   }
253
254   // Count clusters/vertices and sort according to multiplicity
255   Int_t nClusters=0;
256   Int_t* sortedIndex=new Int_t[index+1];
257   for(Int_t ind1=0;ind1<index+1;ind1++){
258     if(isIndUsed[ind1]<=1) isIndUsed[ind1]=0;
259     else nClusters++;
260     UInt_t cap=9999999;
261     if(ind1>0) cap=isIndUsed[sortedIndex[ind1-1]];
262     UInt_t bigger=0;
263     Int_t biggerindex=-1;
264     for(Int_t ind2=0;ind2<index+1;ind2++){
265       Bool_t use=kTRUE;
266       for(Int_t ind3=0; ind3<ind1; ind3++)
267         if(ind2==sortedIndex[ind3]) use=kFALSE;
268       if(use && isIndUsed[ind2]>bigger && isIndUsed[ind2]<=cap){
269         bigger=isIndUsed[ind2];
270         biggerindex=ind2;
271       }
272     }
273     sortedIndex[ind1]=biggerindex;    
274   }
275   AliDebug(3,Form("Number of clusters before merging = %d\n",nClusters));
276
277   // Assign lines to clusters/vertices and merge clusters which share 1 line
278   Int_t nClustersAfterMerge=nClusters;
279   Int_t* belongsTo=new Int_t[nLines];
280   for(Int_t ilin=0; ilin<nLines; ilin++) belongsTo[ilin]=-1;
281   for(Int_t iclu=0;iclu<nClusters;iclu++){
282     Int_t actualCluIndex=iclu;
283     for(Int_t ip=0; ip<npoints;ip++){
284       if(mask[ip]==sortedIndex[iclu]){
285         Int_t ind1=index1[ip];
286         if(belongsTo[ind1]==-1) belongsTo[ind1]=actualCluIndex;
287         else if(belongsTo[ind1]<actualCluIndex){
288           Int_t newCluIndex=belongsTo[ind1];
289           for(Int_t ilin=0; ilin<nLines; ilin++){
290             if(belongsTo[ilin]==actualCluIndex) belongsTo[ilin]=newCluIndex;
291           }
292           AliDebug(10,Form("Merged cluster %d with %d\n",actualCluIndex,newCluIndex));
293           actualCluIndex=newCluIndex;
294           nClustersAfterMerge--;
295         }
296         Int_t ind2=index2[ip];      
297         if(belongsTo[ind2]==-1) belongsTo[ind2]=actualCluIndex;
298         else if(belongsTo[ind2]<actualCluIndex){
299           Int_t newCluIndex=belongsTo[ind2];
300           for(Int_t ilin=0; ilin<nLines; ilin++){
301             if(belongsTo[ilin]==actualCluIndex) belongsTo[ilin]=newCluIndex;
302           }
303           AliDebug(10,Form("Merged cluster %d with %d\n",actualCluIndex,newCluIndex));
304           actualCluIndex=newCluIndex;
305           nClustersAfterMerge--;
306         }
307       }
308     }
309   }
310   AliDebug(3,Form("Number of clusters after merging = %d\n",nClustersAfterMerge));
311   
312   // Count lines associated to each cluster/vertex
313   UInt_t *cluSize=new UInt_t[nClusters];
314   for(Int_t iclu=0;iclu<nClusters;iclu++){ 
315     cluSize[iclu]=0;
316     for(Int_t ilin=0; ilin<nLines; ilin++){
317       if(belongsTo[ilin]==iclu) cluSize[iclu]++;
318     }
319   }
320
321   // Count good vertices (>1 associated tracklet)
322   UInt_t nGoodVert=0;
323   for(Int_t iclu=0;iclu<nClusters;iclu++){ 
324     AliDebug(3,Form("Vertex %d Size=%d\n",iclu,cluSize[iclu]));
325     if(cluSize[iclu]>1) nGoodVert++;
326   }
327     
328   AliDebug(1,Form("Number of good vertices = %d\n",nGoodVert));
329   // Calculate vertex coordinates for each cluster
330   if(nGoodVert>0){
331     fVertArray = new AliESDVertex[nGoodVert];
332     Int_t iVert=0;
333     for(Int_t iclu=0;iclu<nClusters;iclu++){
334       Int_t size=cluSize[iclu];
335       if(size>1){
336         AliStrLine **arrlin = new AliStrLine*[size];
337         Int_t nFilled=0;
338         for(Int_t ilin=0; ilin<nLines; ilin++){
339           if(belongsTo[ilin]==iclu){
340             arrlin[nFilled++] = dynamic_cast<AliStrLine*>(fLines[ilin]);
341           }
342         }      
343         AliDebug(3,Form("Vertex %d  N associated tracklets = %d out of %d\n",iVert,size,nFilled));
344
345         fVertArray[iVert]=AliVertexerTracks::TrackletVertexFinder(arrlin,nFilled);
346         Double_t peak[3];
347         fVertArray[iVert].GetXYZ(peak);
348         AliStrLine **arrlin2 = new AliStrLine*[size];
349         Int_t nFilled2=0;       
350         for(Int_t i=0; i<nFilled;i++){
351           AliStrLine *l1 = arrlin[i];     
352           if(l1->GetDistFromPoint(peak)< fDCAcut)
353             arrlin2[nFilled2++] = dynamic_cast<AliStrLine*>(l1);
354         }
355         if(nFilled2>1){
356           AliDebug(3,Form("Vertex %d  recalculated with %d tracklets\n",iVert,nFilled2));
357           fVertArray[iVert]=AliVertexerTracks::TrackletVertexFinder(arrlin2,nFilled2);
358         }
359         delete [] arrlin;
360         delete [] arrlin2;
361         ++iVert;
362       }
363     }
364     
365     if(nGoodVert > 1){
366       fIsPileup = kTRUE;
367       fNTrpuv = fVertArray[1].GetNContributors();
368       fZpuv = fVertArray[1].GetZv();
369     }
370     
371     Double_t vRadius=TMath::Sqrt(fVertArray[0].GetXv()*fVertArray[0].GetXv()+fVertArray[0].GetYv()*fVertArray[0].GetYv());
372     if(vRadius<GetPipeRadius() && fVertArray[0].GetNContributors()>0){
373       Double_t position[3]={fVertArray[0].GetXv(),fVertArray[0].GetYv(),fVertArray[0].GetZv()};
374       Double_t covmatrix[6];
375       fVertArray[0].GetCovMatrix(covmatrix);
376       Double_t chi2=99999.;
377       Int_t    nContr=fVertArray[0].GetNContributors();
378       fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nContr);    
379       fCurrentVertex->SetTitle("vertexer: 3D");
380       fCurrentVertex->SetName("SPDVertex3D");
381       fCurrentVertex->SetDispersion(fVertArray[0].GetDispersion());  
382     }
383   }
384
385   delete [] index1;
386   delete [] index2;
387   delete [] mask;
388   delete [] isIndUsed;
389   delete [] sortedIndex;
390   delete [] belongsTo;
391   delete [] cluSize;
392   delete [] xP;
393   delete [] yP;
394   delete [] zP;
395 }
396 //______________________________________________________________________
397 void AliITSVertexer3D::FindVertex3DIterativeMM(){
398   // Defines the AliESDVertex for the current event
399   Int_t numsor=fLines.GetEntriesFast()*(fLines.GetEntriesFast()-1)/2;
400   //cout<<"AliITSVertexer3D::FindVertexForCurentEvent: Number of tracklets selected for vertexing "<<fLines.GetEntriesFast()<<"; Number of pairs: "<<numsor<<endl;
401   AliITSSortTrkl srt(fLines,numsor,fCutOnPairs,fCoarseMaxRCut); 
402   srt.FindClusters();   
403   AliInfo(Form("Number of vertices: %d",srt.GetNumberOfClusters()));
404       
405   fNoVertices = srt.GetNumberOfClusters();
406   //printf("fNoVertices = %d \n",fNoVertices);
407   if(fNoVertices>0){
408     fVertArray = new AliESDVertex[fNoVertices];
409     for(Int_t kk=0; kk<srt.GetNumberOfClusters(); kk++){
410       Int_t size = 0;
411       Int_t *labels = srt.GetTrackletsLab(kk,size);
412       /*
413         Int_t *pairs = srt.GetClusters(kk);
414         Int_t nopai = srt.GetSizeOfCluster(kk);
415         cout<<"***** Vertex number "<<kk<<".  Pairs: \n";
416         for(Int_t jj=0;jj<nopai;jj++){
417         cout<<pairs[jj]<<" - ";
418         if(jj>0 & jj%8==0)cout<<endl;
419         }
420         cout<<endl;
421         cout<<"***** Vertex number "<<kk<<".  Labels: \n";
422       */
423       AliStrLine **tclo = new AliStrLine* [size];
424       for(Int_t jj=0;jj<size;jj++){
425         //          cout<<labels[jj]<<" - ";
426         //          if(jj>0 & jj%8==0)cout<<endl;
427         tclo[jj] = dynamic_cast<AliStrLine*>(fLines[labels[jj]]);
428       }
429       //          cout<<endl;
430       delete []labels;
431       fVertArray[kk]=AliVertexerTracks::TrackletVertexFinder(tclo,size);
432       delete [] tclo;
433       //          fVertArray[kk].PrintStatus();
434       if(kk == 1){
435         // at least one second vertex is present
436         fIsPileup = kTRUE;
437         fNTrpuv = fVertArray[kk].GetNContributors();
438         fZpuv = fVertArray[kk].GetZv();
439       }
440     }
441     Double_t vRadius=TMath::Sqrt(fVertArray[0].GetXv()*fVertArray[0].GetXv()+fVertArray[0].GetYv()*fVertArray[0].GetYv());
442     if(vRadius<GetPipeRadius() && fVertArray[0].GetNContributors()>0){
443       Double_t position[3]={fVertArray[0].GetXv(),fVertArray[0].GetYv(),fVertArray[0].GetZv()};
444       Double_t covmatrix[6];
445       fVertArray[0].GetCovMatrix(covmatrix);
446       Double_t chi2=99999.;
447       Int_t    nContr=fVertArray[0].GetNContributors();
448       fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nContr);    
449       fCurrentVertex->SetTitle("vertexer: 3D");
450       fCurrentVertex->SetName("SPDVertex3D");
451       fCurrentVertex->SetDispersion(fVertArray[0].GetDispersion());  
452     }
453   }
454
455 }  
456
457 //______________________________________________________________________
458 Bool_t AliITSVertexer3D::DistBetweenVertices(AliESDVertex &a, AliESDVertex &b, Double_t test, Double_t &dist){
459   // method to compare the distance between vertices a and b with "test"
460   //it returns kTRUE is the distance is less or equal to test
461   dist = (a.GetX()-b.GetX()) * (a.GetX()-b.GetX());
462   dist +=  (a.GetY()-b.GetY()) * (a.GetY()-b.GetY());
463   dist +=  (a.GetZ()-b.GetZ()) * (a.GetZ()-b.GetZ());
464   dist = TMath::Sqrt(dist);
465   if(dist <= test)return kTRUE;
466   return kFALSE;
467 }
468
469
470 //______________________________________________________________________
471 Int_t AliITSVertexer3D::FindTracklets(TTree *itsClusterTree, Int_t optCuts){
472   // All the possible combinations between recpoints on layer 1and 2 are
473   // considered. Straight lines (=tracklets)are formed. 
474   // The tracklets are processed in Prepare3DVertex
475
476   TClonesArray *itsRec  = 0;
477   if(optCuts==0) fZHisto->Reset();
478  // gc1 are local and global coordinates for layer 1
479   Float_t gc1f[3]={0.,0.,0.};
480   Double_t gc1[3]={0.,0.,0.};
481   // gc2 are local and global coordinates for layer 2
482   Float_t gc2f[3]={0.,0.,0.};
483   Double_t gc2[3]={0.,0.,0.};
484   AliITSRecPointContainer* rpcont=AliITSRecPointContainer::Instance();
485   itsRec=rpcont->FetchClusters(0,itsClusterTree);
486   if(!rpcont->IsSPDActive()){
487     AliWarning("No SPD rec points found, 3D vertex not calculated");
488     return -1;
489   }
490
491   // Set values for cuts
492   Double_t xbeam=GetNominalPos()[0]; 
493   Double_t ybeam=GetNominalPos()[1];
494   Double_t zvert=0.;
495   Double_t deltaPhi=fCoarseDiffPhiCut;
496   Double_t deltaR=fCoarseMaxRCut;
497   Double_t dZmax=fZCutDiamond;
498   if(optCuts==1){
499     xbeam=fVert3D.GetXv();
500     ybeam=fVert3D.GetYv();
501     zvert=fVert3D.GetZv();
502     deltaPhi = fDiffPhiMax; 
503     deltaR=fMaxRCut;
504     dZmax=fMaxZCut;
505     if(fPileupAlgo == 2){
506       dZmax=fZCutDiamond;
507       deltaR=fMaxRCut2;
508     }
509   } else if(optCuts==2){
510     xbeam=fVert3D.GetXv();
511     ybeam=fVert3D.GetYv();
512     deltaPhi = fDiffPhiforPileup;
513     deltaR=fMaxRCut;
514   }
515
516   Int_t nrpL1 = 0;    // number of rec points on layer 1
517   Int_t nrpL2 = 0;    // number of rec points on layer 2
518   nrpL1=rpcont->GetNClustersInLayerFast(1);
519   nrpL2=rpcont->GetNClustersInLayerFast(2);
520   if(nrpL1 == 0 || nrpL2 == 0){
521     AliDebug(1,Form("No RecPoints in at least one SPD layer (%d %d)",nrpL1,nrpL2));
522     return -1;
523   }
524   AliDebug(1,Form("RecPoints on Layer 1,2 = %d, %d\n",nrpL1,nrpL2));
525   if(nrpL1>fMaxNumOfCl || nrpL2>fMaxNumOfCl){
526     AliWarning(Form("Too many recpoints on SPD(%d %d ), call vertexerZ",nrpL1,nrpL2));
527     return -1;
528   }
529
530   Double_t a[3]={xbeam,ybeam,0.}; 
531   Double_t b[3]={xbeam,ybeam,10.};
532   AliStrLine zeta(a,b,kTRUE);
533   static Double_t bField=TMath::Abs(AliTracker::GetBz()/10.); //T
534   SetMeanPPtSelTracks(bField);
535
536   Int_t nolines = 0;
537   // Loop on modules of layer 1
538   Int_t firstL1 = AliITSgeomTGeo::GetModuleIndex(1,1,1);
539   Int_t lastL1 = AliITSgeomTGeo::GetModuleIndex(2,1,1)-1;
540   for(Int_t modul1= firstL1; modul1<=lastL1;modul1++){   // Loop on modules of layer 1
541     if(!fUseModule[modul1]) continue;
542     UShort_t ladder=int(modul1/4)+1; // ladders are numbered starting from 1
543     TClonesArray *prpl1=rpcont->UncheckedGetClusters(modul1);
544     Int_t nrecp1 = prpl1->GetEntries();
545     for(Int_t j=0;j<nrecp1;j++){
546       if(j>kMaxCluPerMod) continue;
547       UShort_t idClu1=modul1*kMaxCluPerMod+j;
548       if(fUsedCluster.TestBitNumber(idClu1)) continue;
549       AliITSRecPoint *recp1 = (AliITSRecPoint*)prpl1->At(j);
550       recp1->GetGlobalXYZ(gc1f);
551       for(Int_t ico=0;ico<3;ico++)gc1[ico]=gc1f[ico];
552
553       Double_t phi1 = TMath::ATan2(gc1[1]-ybeam,gc1[0]-xbeam);
554       if(phi1<0)phi1=2*TMath::Pi()+phi1;
555       for(Int_t ladl2=0 ; ladl2<fLadOnLay2*2+1;ladl2++){
556         for(Int_t k=0;k<4;k++){
557           Int_t ladmod=fLadders[ladder-1]+ladl2;
558           if(ladmod>AliITSgeomTGeo::GetNLadders(2)) ladmod=ladmod-AliITSgeomTGeo::GetNLadders(2);
559           Int_t modul2=AliITSgeomTGeo::GetModuleIndex(2,ladmod,k+1);
560           if(!fUseModule[modul2]) continue;
561           itsRec=rpcont->UncheckedGetClusters(modul2);
562           Int_t nrecp2 = itsRec->GetEntries();
563           for(Int_t j2=0;j2<nrecp2;j2++){
564             if(j2>kMaxCluPerMod) continue;
565             UShort_t idClu2=modul2*kMaxCluPerMod+j2;
566             if(fUsedCluster.TestBitNumber(idClu2)) continue;
567             AliITSRecPoint *recp2 = (AliITSRecPoint*)itsRec->At(j2);
568             recp2->GetGlobalXYZ(gc2f);
569             for(Int_t ico=0;ico<3;ico++)gc2[ico]=gc2f[ico];
570             Double_t phi2 = TMath::ATan2(gc2[1]-ybeam,gc2[0]-xbeam);
571             if(phi2<0)phi2=2*TMath::Pi()+phi2;
572             Double_t diff = TMath::Abs(phi2-phi1); 
573             if(diff>TMath::Pi())diff=2.*TMath::Pi()-diff; 
574             if(optCuts==0 && diff<fDiffPhiforPileup){
575               Double_t r1=TMath::Sqrt(gc1[0]*gc1[0]+gc1[1]*gc1[1]);
576               Double_t zc1=gc1[2];
577               Double_t r2=TMath::Sqrt(gc2[0]*gc2[0]+gc2[1]*gc2[1]);
578               Double_t zc2=gc2[2];
579               Double_t zr0=(r2*zc1-r1*zc2)/(r2-r1); //Z @ null radius
580               fZHisto->Fill(zr0);
581             }
582             if(diff>deltaPhi)continue;
583             AliStrLine line(gc1,gc2,kTRUE);
584             Double_t cp[3];
585             Int_t retcode = line.Cross(&zeta,cp);
586             if(retcode<0)continue;
587             Double_t dca = line.GetDCA(&zeta);
588             if(dca<0.) continue;
589             if(dca>deltaR)continue;
590             Double_t deltaZ=cp[2]-zvert;
591             if(TMath::Abs(deltaZ)>dZmax)continue;
592
593             if(nolines == 0){
594               if(fLines.GetEntriesFast()>0)fLines.Clear("C");
595             }
596             Float_t cov[6];
597             recp2->GetGlobalCov(cov);
598
599
600             Double_t rad1=TMath::Sqrt(gc1[0]*gc1[0]+gc1[1]*gc1[1]);
601             Double_t rad2=TMath::Sqrt(gc2[0]*gc2[0]+gc2[1]*gc2[1]);
602             Double_t factor=(rad1+rad2)/(rad2-rad1); //factor to account for error on tracklet direction 
603
604             Double_t curvErr=0;
605             if(bField>0.00001){
606               Double_t curvRadius=fMeanPtSelTrk/(0.3*bField)*100; //cm 
607               Double_t dRad=TMath::Sqrt((gc1[0]-gc2[0])*(gc1[0]-gc2[0])+(gc1[1]-gc2[1])*(gc1[1]-gc2[1]));
608               Double_t aux=dRad/2.+rad1;
609               curvErr=TMath::Sqrt(curvRadius*curvRadius-dRad*dRad/4.)-TMath::Sqrt(curvRadius*curvRadius-aux*aux); //cm
610             }
611             Double_t sigmasq[3];
612             sigmasq[0]=(cov[0]+curvErr*curvErr/2.)*factor*factor;
613             sigmasq[1]=(cov[3]+curvErr*curvErr/2.)*factor*factor;
614             sigmasq[2]=cov[5]*factor*factor;
615
616             // Multiple scattering
617             Double_t pOverMass=fMeanPSelTrk/0.140;
618             Double_t beta2=pOverMass*pOverMass/(1+pOverMass*pOverMass);
619             Double_t p2=fMeanPSelTrk*fMeanPSelTrk;
620             Double_t rBP=GetPipeRadius();
621             Double_t dBP=0.08/35.3; // 800 um of Be
622             Double_t dL1=0.01; //approx. 1% of radiation length  
623             Double_t theta2BP=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*dBP;
624             Double_t theta2L1=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*dL1;
625             Double_t rtantheta1=(rad2-rad1)*TMath::Tan(TMath::Sqrt(theta2L1));
626             Double_t rtanthetaBP=(rad1-rBP)*TMath::Tan(TMath::Sqrt(theta2BP));
627             for(Int_t ico=0; ico<3;ico++){    
628               sigmasq[ico]+=rtantheta1*rtantheta1*factor*factor/3.;
629               sigmasq[ico]+=rtanthetaBP*rtanthetaBP*factor*factor/3.;
630             }
631             Double_t wmat[9]={1.,0.,0.,0.,1.,0.,0.,0.,1.};
632             if(sigmasq[0]!=0.) wmat[0]=1./sigmasq[0];
633             if(sigmasq[1]!=0.) wmat[4]=1./sigmasq[1];
634             if(sigmasq[2]!=0.) wmat[8]=1./sigmasq[2];
635             new(fLines[nolines++])AliStrLine(gc1,sigmasq,wmat,gc2,kTRUE,idClu1,idClu2);
636
637           }
638         }
639       }
640     }
641   }
642   if(nolines == 0)return -2;
643   return nolines;
644 }
645
646 //______________________________________________________________________
647 Int_t  AliITSVertexer3D::Prepare3DVertex(Int_t optCuts){
648   // Finds the 3D vertex information using tracklets
649   Int_t retcode = -1;
650
651   Double_t xbeam=GetNominalPos()[0];
652   Double_t ybeam=GetNominalPos()[1];
653   Double_t zvert=0.;
654   Double_t deltaR=fCoarseMaxRCut;
655   Double_t dZmax=fZCutDiamond;
656   if(optCuts==1){
657     xbeam=fVert3D.GetXv();
658     ybeam=fVert3D.GetYv();
659     zvert=fVert3D.GetZv();
660     deltaR=fMaxRCut;
661     dZmax=fMaxZCut;
662     if(fPileupAlgo == 2){ 
663       dZmax=fZCutDiamond;
664       deltaR=fMaxRCut2;
665     }
666   }else if(optCuts==2){
667     xbeam=fVert3D.GetXv();
668     ybeam=fVert3D.GetYv();
669     deltaR=fMaxRCut;
670   }
671
672   Double_t rl=-fCoarseMaxRCut;
673   Double_t rh=fCoarseMaxRCut;
674   Double_t zl=-fZCutDiamond;
675   Double_t zh=fZCutDiamond;
676   Int_t nbr=(Int_t)((rh-rl)/fBinSizeR+0.0001);
677   Int_t nbz=(Int_t)((zh-zl)/fBinSizeZ+0.0001);
678   Int_t nbrcs=(Int_t)((rh-rl)/(fBinSizeR*2.)+0.0001);
679   Int_t nbzcs=(Int_t)((zh-zl)/(fBinSizeZ*2.)+0.0001);
680
681   TH3F *h3d = new TH3F("h3d","xyz distribution",nbr,rl,rh,nbr,rl,rh,nbz,zl,zh);
682   TH3F *h3dcs = new TH3F("h3dcs","xyz distribution",nbrcs,rl,rh,nbrcs,rl,rh,nbzcs,zl,zh);
683
684   // cleanup of the TCLonesArray of tracklets (i.e. fakes are removed)
685   Int_t *validate = new Int_t [fLines.GetEntriesFast()];
686   for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast();i++)validate[i]=0;
687   for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast()-1;i++){
688     AliStrLine *l1 = (AliStrLine*)fLines.At(i);
689     for(Int_t j=i+1;j<fLines.GetEntriesFast();j++){
690       AliStrLine *l2 = (AliStrLine*)fLines.At(j);
691       Double_t dca=l1->GetDCA(l2);
692       if(dca > fDCAcut || dca<0.00001) continue;
693       Double_t point[3];
694       Int_t retc = l1->Cross(l2,point);
695       if(retc<0)continue;
696       Double_t deltaZ=point[2]-zvert;
697      if(TMath::Abs(deltaZ)>dZmax)continue;
698       Double_t rad=TMath::Sqrt(point[0]*point[0]+point[1]*point[1]);
699       if(rad>fCoarseMaxRCut)continue;
700       Double_t deltaX=point[0]-xbeam;
701       Double_t deltaY=point[1]-ybeam;
702       Double_t raddist=TMath::Sqrt(deltaX*deltaX+deltaY*deltaY);
703       if(raddist>deltaR)continue;
704       validate[i]=1;
705       validate[j]=1;
706       h3d->Fill(point[0],point[1],point[2]);
707       h3dcs->Fill(point[0],point[1],point[2]);
708     }
709   }
710
711
712
713   Int_t numbtracklets=0;
714   for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast();i++)if(validate[i]>=1)numbtracklets++;
715   if(numbtracklets<2){
716     delete [] validate; 
717     delete h3d; 
718     delete h3dcs; 
719     return retcode; 
720   }
721
722   for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast();i++){
723     if(validate[i]<1)fLines.RemoveAt(i);
724   }
725   fLines.Compress();
726   AliDebug(1,Form("Number of tracklets (after compress)%d ",fLines.GetEntriesFast()));
727   delete [] validate;
728
729   // Exit here if Pileup Algorithm 2 has been chosen during second loop
730   if(fPileupAlgo == 2 && optCuts==1){
731     delete h3d; 
732     delete h3dcs;     
733     return 0;
734   }
735
736   //        Find peaks in histos
737
738   Double_t peak[3]={0.,0.,0.};
739   Int_t ntrkl,ntimes;
740   FindPeaks(h3d,peak,ntrkl,ntimes);  
741   delete h3d;
742   Double_t binsizer=(rh-rl)/nbr;
743   Double_t binsizez=(zh-zl)/nbz;
744   if(optCuts==0 && (ntrkl<=2 || ntimes>1)){
745     ntrkl=0;
746     ntimes=0;
747     FindPeaks(h3dcs,peak,ntrkl,ntimes);  
748     binsizer=(rh-rl)/nbrcs;
749     binsizez=(zh-zl)/nbzcs;
750     if(ntrkl==1 || ntimes>1){delete h3dcs; return retcode;}
751   }
752   delete h3dcs;
753
754   //         Second selection loop
755
756   Double_t bs=(binsizer+binsizez)/2.;
757   for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast();i++){
758     AliStrLine *l1 = (AliStrLine*)fLines.At(i);
759     if(l1->GetDistFromPoint(peak)>2.5*bs)fLines.RemoveAt(i);
760   }
761   fLines.Compress();
762   AliDebug(1,Form("Number of tracklets (after 2nd compression) %d",fLines.GetEntriesFast()));
763
764   if(fLines.GetEntriesFast()>1){
765     retcode=0;
766     //  find a first candidate for the primary vertex
767     fVert3D=AliVertexerTracks::TrackletVertexFinder(&fLines,0); 
768     // make a further selection on tracklets based on this first candidate
769     fVert3D.GetXYZ(peak);
770     AliDebug(1,Form("FIRST V candidate: %f ; %f ; %f",peak[0],peak[1],peak[2]));
771     for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast();i++){
772       AliStrLine *l1 = (AliStrLine*)fLines.At(i);
773       if(l1->GetDistFromPoint(peak)> fDCAcut)fLines.RemoveAt(i);
774     }
775     fLines.Compress();
776     AliDebug(1,Form("Number of tracklets (after 3rd compression) %d",fLines.GetEntriesFast()));
777     if(fLines.GetEntriesFast()>1){// this new tracklet selection is used
778       fVert3D=AliVertexerTracks::TrackletVertexFinder(&fLines,0);
779     }
780   }
781   return retcode;  
782 }
783
784 //________________________________________________________
785 void AliITSVertexer3D::SetMeanPPtSelTracks(Double_t fieldTesla){
786   // Sets mean values of Pt based on the field
787   // for P (used in multiple scattering) the most probable value is used
788   if(TMath::Abs(fieldTesla-0.5)<0.01){
789     SetMeanPSelTracks(0.375);
790     SetMeanPtSelTracks(0.630);
791   }else if(TMath::Abs(fieldTesla-0.4)<0.01){
792     SetMeanPSelTracks(0.375);
793     SetMeanPtSelTracks(0.580);
794   }else if(TMath::Abs(fieldTesla-0.2)<0.01){
795     SetMeanPSelTracks(0.375);
796     SetMeanPtSelTracks(0.530);
797   }else if(fieldTesla<0.00001){
798     SetMeanPSelTracks(0.375);
799     SetMeanPtSelTracks(0.230);
800   }else{
801     SetMeanPSelTracks();
802     SetMeanPtSelTracks();
803   }
804 }
805
806 //________________________________________________________
807 void AliITSVertexer3D::FindPeaks(TH3F* histo, Double_t *peak, Int_t &nOfTracklets, Int_t &nOfTimes){
808   // Finds bin with max contents in 3D histo of tracket intersections
809   TAxis *xax = histo->GetXaxis();  
810   TAxis *yax = histo->GetYaxis();
811   TAxis *zax = histo->GetZaxis();
812   peak[0]=0.;
813   peak[1]=0.;
814   peak[2]=0.;
815   nOfTracklets = 0;
816   nOfTimes=0;
817   Int_t peakbin[3]={0,0,0};
818   Int_t peak2bin[3]={-1,-1,-1};
819   Int_t bc2=-1;
820   for(Int_t i=xax->GetFirst();i<=xax->GetLast();i++){
821     Double_t xval = xax->GetBinCenter(i);
822     for(Int_t j=yax->GetFirst();j<=yax->GetLast();j++){
823       Double_t yval = yax->GetBinCenter(j);
824       for(Int_t k=zax->GetFirst();k<=zax->GetLast();k++){
825         Double_t zval = zax->GetBinCenter(k);
826         Int_t bc =(Int_t)histo->GetBinContent(i,j,k);
827         if(bc==0) continue;
828         if(bc>nOfTracklets){
829           nOfTracklets=bc;
830           peak[2] = zval;
831           peak[1] = yval;
832           peak[0] = xval;
833           peakbin[2] = k;
834           peakbin[1] = j;
835           peakbin[0] = i;
836           peak2bin[2] = -1;
837           peak2bin[1] = -1;
838           peak2bin[0] = -1;
839           bc2=-1;
840           nOfTimes = 1;
841         }else if(bc==nOfTracklets){
842           if(TMath::Abs(i-peakbin[0])<=1 && TMath::Abs(j-peakbin[1])<=1 && TMath::Abs(k-peakbin[2])<=1){
843             peak2bin[2] = k;
844             peak2bin[1] = j;
845             peak2bin[0] = i;
846             bc2=bc;
847             nOfTimes = 1;
848           }else{
849             nOfTimes++;
850           }
851         }
852       }
853     }
854   }
855   if(peak2bin[0]>=-1 && bc2!=-1){ // two contiguous peak-cells with same contents
856     peak[0]=0.5*(xax->GetBinCenter(peakbin[0])+xax->GetBinCenter(peak2bin[0]));
857     peak[1]=0.5*(yax->GetBinCenter(peakbin[1])+yax->GetBinCenter(peak2bin[1]));
858     peak[2]=0.5*(zax->GetBinCenter(peakbin[2])+zax->GetBinCenter(peak2bin[2]));
859     nOfTracklets+=bc2;
860     nOfTimes=1;
861   }
862 }
863 //________________________________________________________
864 void AliITSVertexer3D::MarkUsedClusters(){
865   // Mark clusters of tracklets used in vertex claulation
866   for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast();i++){
867     AliStrLine *lin = (AliStrLine*)fLines.At(i);
868     Int_t idClu1=lin->GetIdPoint(0);
869     Int_t idClu2=lin->GetIdPoint(1);
870     fUsedCluster.SetBitNumber(idClu1);
871     fUsedCluster.SetBitNumber(idClu2);
872   }
873 }
874 //________________________________________________________
875 Int_t AliITSVertexer3D::RemoveTracklets(){
876   // Remove trackelts close to first found vertex
877   Double_t vert[3]={fVert3D.GetXv(),fVert3D.GetYv(),fVert3D.GetZv()};
878   Int_t nRemoved=0;
879   for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast();i++){
880     AliStrLine *lin = (AliStrLine*)fLines.At(i);
881     if(lin->GetDistFromPoint(vert)<fDCAforPileup){
882       Int_t idClu1=lin->GetIdPoint(0);
883       Int_t idClu2=lin->GetIdPoint(1);
884       fUsedCluster.SetBitNumber(idClu1);
885       fUsedCluster.SetBitNumber(idClu2);
886       fLines.RemoveAt(i);
887       ++nRemoved;
888     }
889   }
890   fLines.Compress();
891   return nRemoved;
892 }
893 //________________________________________________________
894 void AliITSVertexer3D::FindOther3DVertices(TTree *itsClusterTree){
895   // pileup identification based on 3D vertexing with not used clusters
896   MarkUsedClusters();
897   fLines.Clear("C");
898   Int_t nolines = FindTracklets(itsClusterTree,2);
899   if(nolines>=2){
900     Int_t nr=RemoveTracklets();
901     nolines-=nr;
902     if(nolines>=2){
903       Int_t rc=Prepare3DVertex(2);
904       if(rc==0){ 
905         fVert3D=AliVertexerTracks::TrackletVertexFinder(&fLines,0);
906         if(fVert3D.GetNContributors()>=fMinTrackletsForPilup){
907           fIsPileup=kTRUE;
908           fNoVertices=2;
909           fVertArray = new AliESDVertex[2];
910           fVertArray[0]=(*fCurrentVertex);
911           fVertArray[1]=fVert3D;
912           fZpuv=fVert3D.GetZv();
913           fNTrpuv=fVert3D.GetNContributors();
914         }
915       }
916     }
917   }
918 }
919 //______________________________________________________________________
920 void AliITSVertexer3D::PileupFromZ(){
921   // Calls the pileup algorithm of ALiITSVertexerZ
922   Int_t binmin, binmax;
923   Int_t nPeaks=AliITSVertexerZ::GetPeakRegion(fZHisto,binmin,binmax);   
924   if(nPeaks==2)AliWarning("2 peaks found");
925   Int_t firstPeakCont=0;
926   Double_t firstPeakPos=0.;
927   for(Int_t i=binmin-1;i<=binmax+1;i++){
928     firstPeakCont+=static_cast<Int_t>(fZHisto->GetBinContent(i));
929     firstPeakPos+=fZHisto->GetBinContent(i)*fZHisto->GetBinCenter(i);
930   }
931   if(firstPeakCont>0){ 
932     firstPeakPos/=firstPeakCont;
933     Int_t ncontr2=0;
934     if(firstPeakCont>fMinTrackletsForPilup){     
935       Float_t secPeakPos;
936       ncontr2=AliITSVertexerZ::FindSecondPeak(fZHisto,binmin,binmax,secPeakPos);
937       if(ncontr2>=fMinTrackletsForPilup){ 
938         fIsPileup=kTRUE;
939         fNoVertices=2;
940         AliESDVertex secondVert(secPeakPos,0.1,ncontr2);
941         fVertArray = new AliESDVertex[2];
942         fVertArray[0]=(*fCurrentVertex);
943         fVertArray[1]=secondVert;
944         fZpuv=secPeakPos;
945         fNTrpuv=ncontr2;
946       }
947     }
948   }
949 }
950 //________________________________________________________
951 void AliITSVertexer3D::PrintStatus() const {
952   // Print current status
953   printf("========= First step selections =====================\n");
954   printf("Cut on diamond (Z) %f\n",fZCutDiamond);
955   printf("Loose cut on Delta Phi %f\n",fCoarseDiffPhiCut);
956   printf("Loose cut on tracklet DCA to Z axis %f\n",fCoarseMaxRCut);
957   printf("Cut on DCA - tracklet to tracklet and to vertex %f\n",fDCAcut);
958   printf("========= Second step selections ====================\n");
959   printf("Cut on tracklet-to-first-vertex Z distance %f\n",fMaxZCut);
960   printf("Max Phi difference: %f\n",fDiffPhiMax);
961   printf("Cut on tracklet DCA to beam axis %f\n",fMaxRCut);
962   printf("Cut on tracklet DCA to beam axis (algo2) %f\n",fMaxRCut2);
963   printf("========= Pileup selections =========================\n");
964   printf("Pileup algo: %d\n",fPileupAlgo);
965   printf("Min DCA to 1st vertex for pileup (algo 0 and 1): %f\n",fDCAforPileup);
966   printf("Cut on distance between pair-vertices  (algo 2): %f\n",fCutOnPairs);
967   printf("Maximum number of clusters allowed on L1 or L2: %d\n",fMaxNumOfCl);
968   printf("=======================================================\n");
969 }