Store in AliVertex::fSigma the value of the DeltaPhi cut used in VertexerZ - can...
[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
519   // By default irstL1=0 and lastL1=79
520   Int_t firstL1 = AliITSgeomTGeo::GetModuleIndex(1,1,1);
521   Int_t lastL1 = AliITSgeomTGeo::GetModuleIndex(2,1,1)-1;
522   for(Int_t module= firstL1; module<=lastL1;module++){  // count number of recopints on layer 1
523     itsRec=rpcont->UncheckedGetClusters(module);
524     nrpL1+= itsRec->GetEntries();
525   }
526   //By default firstL2=80 and lastL2=239
527   Int_t firstL2 = AliITSgeomTGeo::GetModuleIndex(2,1,1);
528   Int_t lastL2 = AliITSgeomTGeo::GetModuleIndex(3,1,1)-1;
529   for(Int_t module= firstL2; module<=lastL2;module++){  // count number of recopints on layer 2
530     itsRec=rpcont->UncheckedGetClusters(module);
531     nrpL2+= itsRec->GetEntries();
532   }
533   if(nrpL1 == 0 || nrpL2 == 0){
534     AliDebug(1,Form("No RecPoints in at least one SPD layer (%d %d)",nrpL1,nrpL2));
535     return -1;
536   }
537   AliDebug(1,Form("RecPoints on Layer 1,2 = %d, %d\n",nrpL1,nrpL2));
538   if(nrpL1>fMaxNumOfCl || nrpL2>fMaxNumOfCl){
539     AliWarning(Form("Too many recpoints on SPD(%d %d ), call vertexerZ",nrpL1,nrpL2));
540     return -1;
541   }
542
543   Double_t a[3]={xbeam,ybeam,0.}; 
544   Double_t b[3]={xbeam,ybeam,10.};
545   AliStrLine zeta(a,b,kTRUE);
546   static Double_t bField=TMath::Abs(AliTracker::GetBz()/10.); //T
547   SetMeanPPtSelTracks(bField);
548
549   Int_t nolines = 0;
550   // Loop on modules of layer 1
551   for(Int_t modul1= firstL1; modul1<=lastL1;modul1++){   // Loop on modules of layer 1
552     if(!fUseModule[modul1]) continue;
553     UShort_t ladder=int(modul1/4)+1; // ladders are numbered starting from 1
554     TClonesArray *prpl1=rpcont->UncheckedGetClusters(modul1);
555     Int_t nrecp1 = prpl1->GetEntries();
556     for(Int_t j=0;j<nrecp1;j++){
557       if(j>kMaxCluPerMod) continue;
558       UShort_t idClu1=modul1*kMaxCluPerMod+j;
559       if(fUsedCluster.TestBitNumber(idClu1)) continue;
560       AliITSRecPoint *recp1 = (AliITSRecPoint*)prpl1->At(j);
561       recp1->GetGlobalXYZ(gc1f);
562       for(Int_t ico=0;ico<3;ico++)gc1[ico]=gc1f[ico];
563
564       Double_t phi1 = TMath::ATan2(gc1[1]-ybeam,gc1[0]-xbeam);
565       if(phi1<0)phi1=2*TMath::Pi()+phi1;
566       for(Int_t ladl2=0 ; ladl2<fLadOnLay2*2+1;ladl2++){
567         for(Int_t k=0;k<4;k++){
568           Int_t ladmod=fLadders[ladder-1]+ladl2;
569           if(ladmod>AliITSgeomTGeo::GetNLadders(2)) ladmod=ladmod-AliITSgeomTGeo::GetNLadders(2);
570           Int_t modul2=AliITSgeomTGeo::GetModuleIndex(2,ladmod,k+1);
571           if(!fUseModule[modul2]) continue;
572           itsRec=rpcont->UncheckedGetClusters(modul2);
573           Int_t nrecp2 = itsRec->GetEntries();
574           for(Int_t j2=0;j2<nrecp2;j2++){
575             if(j2>kMaxCluPerMod) continue;
576             UShort_t idClu2=modul2*kMaxCluPerMod+j2;
577             if(fUsedCluster.TestBitNumber(idClu2)) continue;
578             AliITSRecPoint *recp2 = (AliITSRecPoint*)itsRec->At(j2);
579             recp2->GetGlobalXYZ(gc2f);
580             for(Int_t ico=0;ico<3;ico++)gc2[ico]=gc2f[ico];
581             Double_t phi2 = TMath::ATan2(gc2[1]-ybeam,gc2[0]-xbeam);
582             if(phi2<0)phi2=2*TMath::Pi()+phi2;
583             Double_t diff = TMath::Abs(phi2-phi1); 
584             if(diff>TMath::Pi())diff=2.*TMath::Pi()-diff; 
585             if(optCuts==0 && diff<fDiffPhiforPileup){
586               Double_t r1=TMath::Sqrt(gc1[0]*gc1[0]+gc1[1]*gc1[1]);
587               Double_t zc1=gc1[2];
588               Double_t r2=TMath::Sqrt(gc2[0]*gc2[0]+gc2[1]*gc2[1]);
589               Double_t zc2=gc2[2];
590               Double_t zr0=(r2*zc1-r1*zc2)/(r2-r1); //Z @ null radius
591               fZHisto->Fill(zr0);
592             }
593             if(diff>deltaPhi)continue;
594             AliStrLine line(gc1,gc2,kTRUE);
595             Double_t cp[3];
596             Int_t retcode = line.Cross(&zeta,cp);
597             if(retcode<0)continue;
598             Double_t dca = line.GetDCA(&zeta);
599             if(dca<0.) continue;
600             if(dca>deltaR)continue;
601             Double_t deltaZ=cp[2]-zvert;
602             if(TMath::Abs(deltaZ)>dZmax)continue;
603
604             if(nolines == 0){
605               if(fLines.GetEntriesFast()>0)fLines.Clear("C");
606             }
607             Float_t cov[6];
608             recp2->GetGlobalCov(cov);
609
610
611             Double_t rad1=TMath::Sqrt(gc1[0]*gc1[0]+gc1[1]*gc1[1]);
612             Double_t rad2=TMath::Sqrt(gc2[0]*gc2[0]+gc2[1]*gc2[1]);
613             Double_t factor=(rad1+rad2)/(rad2-rad1); //factor to account for error on tracklet direction 
614
615             Double_t curvErr=0;
616             if(bField>0.00001){
617               Double_t curvRadius=fMeanPtSelTrk/(0.3*bField)*100; //cm 
618               Double_t dRad=TMath::Sqrt((gc1[0]-gc2[0])*(gc1[0]-gc2[0])+(gc1[1]-gc2[1])*(gc1[1]-gc2[1]));
619               Double_t aux=dRad/2.+rad1;
620               curvErr=TMath::Sqrt(curvRadius*curvRadius-dRad*dRad/4.)-TMath::Sqrt(curvRadius*curvRadius-aux*aux); //cm
621             }
622             Double_t sigmasq[3];
623             sigmasq[0]=(cov[0]+curvErr*curvErr/2.)*factor*factor;
624             sigmasq[1]=(cov[3]+curvErr*curvErr/2.)*factor*factor;
625             sigmasq[2]=cov[5]*factor*factor;
626
627             // Multiple scattering
628             Double_t pOverMass=fMeanPSelTrk/0.140;
629             Double_t beta2=pOverMass*pOverMass/(1+pOverMass*pOverMass);
630             Double_t p2=fMeanPSelTrk*fMeanPSelTrk;
631             Double_t rBP=GetPipeRadius();
632             Double_t dBP=0.08/35.3; // 800 um of Be
633             Double_t dL1=0.01; //approx. 1% of radiation length  
634             Double_t theta2BP=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*dBP;
635             Double_t theta2L1=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*dL1;
636             Double_t rtantheta1=(rad2-rad1)*TMath::Tan(TMath::Sqrt(theta2L1));
637             Double_t rtanthetaBP=(rad1-rBP)*TMath::Tan(TMath::Sqrt(theta2BP));
638             for(Int_t ico=0; ico<3;ico++){    
639               sigmasq[ico]+=rtantheta1*rtantheta1*factor*factor/3.;
640               sigmasq[ico]+=rtanthetaBP*rtanthetaBP*factor*factor/3.;
641             }
642             Double_t wmat[9]={1.,0.,0.,0.,1.,0.,0.,0.,1.};
643             if(sigmasq[0]!=0.) wmat[0]=1./sigmasq[0];
644             if(sigmasq[1]!=0.) wmat[4]=1./sigmasq[1];
645             if(sigmasq[2]!=0.) wmat[8]=1./sigmasq[2];
646             new(fLines[nolines++])AliStrLine(gc1,sigmasq,wmat,gc2,kTRUE,idClu1,idClu2);
647
648           }
649         }
650       }
651     }
652   }
653   if(nolines == 0)return -2;
654   return nolines;
655 }
656
657 //______________________________________________________________________
658 Int_t  AliITSVertexer3D::Prepare3DVertex(Int_t optCuts){
659   // Finds the 3D vertex information using tracklets
660   Int_t retcode = -1;
661
662   Double_t xbeam=GetNominalPos()[0];
663   Double_t ybeam=GetNominalPos()[1];
664   Double_t zvert=0.;
665   Double_t deltaR=fCoarseMaxRCut;
666   Double_t dZmax=fZCutDiamond;
667   if(optCuts==1){
668     xbeam=fVert3D.GetXv();
669     ybeam=fVert3D.GetYv();
670     zvert=fVert3D.GetZv();
671     deltaR=fMaxRCut;
672     dZmax=fMaxZCut;
673     if(fPileupAlgo == 2){ 
674       dZmax=fZCutDiamond;
675       deltaR=fMaxRCut2;
676     }
677   }else if(optCuts==2){
678     xbeam=fVert3D.GetXv();
679     ybeam=fVert3D.GetYv();
680     deltaR=fMaxRCut;
681   }
682
683   Double_t rl=-fCoarseMaxRCut;
684   Double_t rh=fCoarseMaxRCut;
685   Double_t zl=-fZCutDiamond;
686   Double_t zh=fZCutDiamond;
687   Int_t nbr=(Int_t)((rh-rl)/fBinSizeR+0.0001);
688   Int_t nbz=(Int_t)((zh-zl)/fBinSizeZ+0.0001);
689   Int_t nbrcs=(Int_t)((rh-rl)/(fBinSizeR*2.)+0.0001);
690   Int_t nbzcs=(Int_t)((zh-zl)/(fBinSizeZ*2.)+0.0001);
691
692   TH3F *h3d = new TH3F("h3d","xyz distribution",nbr,rl,rh,nbr,rl,rh,nbz,zl,zh);
693   TH3F *h3dcs = new TH3F("h3dcs","xyz distribution",nbrcs,rl,rh,nbrcs,rl,rh,nbzcs,zl,zh);
694
695   // cleanup of the TCLonesArray of tracklets (i.e. fakes are removed)
696   Int_t *validate = new Int_t [fLines.GetEntriesFast()];
697   for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast();i++)validate[i]=0;
698   for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast()-1;i++){
699     AliStrLine *l1 = (AliStrLine*)fLines.At(i);
700     for(Int_t j=i+1;j<fLines.GetEntriesFast();j++){
701       AliStrLine *l2 = (AliStrLine*)fLines.At(j);
702       Double_t dca=l1->GetDCA(l2);
703       if(dca > fDCAcut || dca<0.00001) continue;
704       Double_t point[3];
705       Int_t retc = l1->Cross(l2,point);
706       if(retc<0)continue;
707       Double_t deltaZ=point[2]-zvert;
708      if(TMath::Abs(deltaZ)>dZmax)continue;
709       Double_t rad=TMath::Sqrt(point[0]*point[0]+point[1]*point[1]);
710       if(rad>fCoarseMaxRCut)continue;
711       Double_t deltaX=point[0]-xbeam;
712       Double_t deltaY=point[1]-ybeam;
713       Double_t raddist=TMath::Sqrt(deltaX*deltaX+deltaY*deltaY);
714       if(raddist>deltaR)continue;
715       validate[i]=1;
716       validate[j]=1;
717       h3d->Fill(point[0],point[1],point[2]);
718       h3dcs->Fill(point[0],point[1],point[2]);
719     }
720   }
721
722
723
724   Int_t numbtracklets=0;
725   for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast();i++)if(validate[i]>=1)numbtracklets++;
726   if(numbtracklets<2){
727     delete [] validate; 
728     delete h3d; 
729     delete h3dcs; 
730     return retcode; 
731   }
732
733   for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast();i++){
734     if(validate[i]<1)fLines.RemoveAt(i);
735   }
736   fLines.Compress();
737   AliDebug(1,Form("Number of tracklets (after compress)%d ",fLines.GetEntriesFast()));
738   delete [] validate;
739
740   // Exit here if Pileup Algorithm 2 has been chosen during second loop
741   if(fPileupAlgo == 2 && optCuts==1){
742     delete h3d; 
743     delete h3dcs;     
744     return 0;
745   }
746
747   //        Find peaks in histos
748
749   Double_t peak[3]={0.,0.,0.};
750   Int_t ntrkl,ntimes;
751   FindPeaks(h3d,peak,ntrkl,ntimes);  
752   delete h3d;
753   Double_t binsizer=(rh-rl)/nbr;
754   Double_t binsizez=(zh-zl)/nbz;
755   if(optCuts==0 && (ntrkl<=2 || ntimes>1)){
756     ntrkl=0;
757     ntimes=0;
758     FindPeaks(h3dcs,peak,ntrkl,ntimes);  
759     binsizer=(rh-rl)/nbrcs;
760     binsizez=(zh-zl)/nbzcs;
761     if(ntrkl==1 || ntimes>1){delete h3dcs; return retcode;}
762   }
763   delete h3dcs;
764
765   //         Second selection loop
766
767   Double_t bs=(binsizer+binsizez)/2.;
768   for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast();i++){
769     AliStrLine *l1 = (AliStrLine*)fLines.At(i);
770     if(l1->GetDistFromPoint(peak)>2.5*bs)fLines.RemoveAt(i);
771   }
772   fLines.Compress();
773   AliDebug(1,Form("Number of tracklets (after 2nd compression) %d",fLines.GetEntriesFast()));
774
775   if(fLines.GetEntriesFast()>1){
776     retcode=0;
777     //  find a first candidate for the primary vertex
778     fVert3D=AliVertexerTracks::TrackletVertexFinder(&fLines,0); 
779     // make a further selection on tracklets based on this first candidate
780     fVert3D.GetXYZ(peak);
781     AliDebug(1,Form("FIRST V candidate: %f ; %f ; %f",peak[0],peak[1],peak[2]));
782     for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast();i++){
783       AliStrLine *l1 = (AliStrLine*)fLines.At(i);
784       if(l1->GetDistFromPoint(peak)> fDCAcut)fLines.RemoveAt(i);
785     }
786     fLines.Compress();
787     AliDebug(1,Form("Number of tracklets (after 3rd compression) %d",fLines.GetEntriesFast()));
788     if(fLines.GetEntriesFast()>1){// this new tracklet selection is used
789       fVert3D=AliVertexerTracks::TrackletVertexFinder(&fLines,0);
790     }
791   }
792   return retcode;  
793 }
794
795 //________________________________________________________
796 void AliITSVertexer3D::SetMeanPPtSelTracks(Double_t fieldTesla){
797   // Sets mean values of Pt based on the field
798   // for P (used in multiple scattering) the most probable value is used
799   if(TMath::Abs(fieldTesla-0.5)<0.01){
800     SetMeanPSelTracks(0.375);
801     SetMeanPtSelTracks(0.630);
802   }else if(TMath::Abs(fieldTesla-0.4)<0.01){
803     SetMeanPSelTracks(0.375);
804     SetMeanPtSelTracks(0.580);
805   }else if(TMath::Abs(fieldTesla-0.2)<0.01){
806     SetMeanPSelTracks(0.375);
807     SetMeanPtSelTracks(0.530);
808   }else if(fieldTesla<0.00001){
809     SetMeanPSelTracks(0.375);
810     SetMeanPtSelTracks(0.230);
811   }else{
812     SetMeanPSelTracks();
813     SetMeanPtSelTracks();
814   }
815 }
816
817 //________________________________________________________
818 void AliITSVertexer3D::FindPeaks(TH3F* histo, Double_t *peak, Int_t &nOfTracklets, Int_t &nOfTimes){
819   // Finds bin with max contents in 3D histo of tracket intersections
820   TAxis *xax = histo->GetXaxis();  
821   TAxis *yax = histo->GetYaxis();
822   TAxis *zax = histo->GetZaxis();
823   peak[0]=0.;
824   peak[1]=0.;
825   peak[2]=0.;
826   nOfTracklets = 0;
827   nOfTimes=0;
828   Int_t peakbin[3]={0,0,0};
829   Int_t peak2bin[3]={-1,-1,-1};
830   Int_t bc2=-1;
831   for(Int_t i=xax->GetFirst();i<=xax->GetLast();i++){
832     Double_t xval = xax->GetBinCenter(i);
833     for(Int_t j=yax->GetFirst();j<=yax->GetLast();j++){
834       Double_t yval = yax->GetBinCenter(j);
835       for(Int_t k=zax->GetFirst();k<=zax->GetLast();k++){
836         Double_t zval = zax->GetBinCenter(k);
837         Int_t bc =(Int_t)histo->GetBinContent(i,j,k);
838         if(bc==0) continue;
839         if(bc>nOfTracklets){
840           nOfTracklets=bc;
841           peak[2] = zval;
842           peak[1] = yval;
843           peak[0] = xval;
844           peakbin[2] = k;
845           peakbin[1] = j;
846           peakbin[0] = i;
847           peak2bin[2] = -1;
848           peak2bin[1] = -1;
849           peak2bin[0] = -1;
850           bc2=-1;
851           nOfTimes = 1;
852         }else if(bc==nOfTracklets){
853           if(TMath::Abs(i-peakbin[0])<=1 && TMath::Abs(j-peakbin[1])<=1 && TMath::Abs(k-peakbin[2])<=1){
854             peak2bin[2] = k;
855             peak2bin[1] = j;
856             peak2bin[0] = i;
857             bc2=bc;
858             nOfTimes = 1;
859           }else{
860             nOfTimes++;
861           }
862         }
863       }
864     }
865   }
866   if(peak2bin[0]>=-1 && bc2!=-1){ // two contiguous peak-cells with same contents
867     peak[0]=0.5*(xax->GetBinCenter(peakbin[0])+xax->GetBinCenter(peak2bin[0]));
868     peak[1]=0.5*(yax->GetBinCenter(peakbin[1])+yax->GetBinCenter(peak2bin[1]));
869     peak[2]=0.5*(zax->GetBinCenter(peakbin[2])+zax->GetBinCenter(peak2bin[2]));
870     nOfTracklets+=bc2;
871     nOfTimes=1;
872   }
873 }
874 //________________________________________________________
875 void AliITSVertexer3D::MarkUsedClusters(){
876   // Mark clusters of tracklets used in vertex claulation
877   for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast();i++){
878     AliStrLine *lin = (AliStrLine*)fLines.At(i);
879     Int_t idClu1=lin->GetIdPoint(0);
880     Int_t idClu2=lin->GetIdPoint(1);
881     fUsedCluster.SetBitNumber(idClu1);
882     fUsedCluster.SetBitNumber(idClu2);
883   }
884 }
885 //________________________________________________________
886 Int_t AliITSVertexer3D::RemoveTracklets(){
887   // Remove trackelts close to first found vertex
888   Double_t vert[3]={fVert3D.GetXv(),fVert3D.GetYv(),fVert3D.GetZv()};
889   Int_t nRemoved=0;
890   for(Int_t i=0; i<fLines.GetEntriesFast();i++){
891     AliStrLine *lin = (AliStrLine*)fLines.At(i);
892     if(lin->GetDistFromPoint(vert)<fDCAforPileup){
893       Int_t idClu1=lin->GetIdPoint(0);
894       Int_t idClu2=lin->GetIdPoint(1);
895       fUsedCluster.SetBitNumber(idClu1);
896       fUsedCluster.SetBitNumber(idClu2);
897       fLines.RemoveAt(i);
898       ++nRemoved;
899     }
900   }
901   fLines.Compress();
902   return nRemoved;
903 }
904 //________________________________________________________
905 void AliITSVertexer3D::FindOther3DVertices(TTree *itsClusterTree){
906   // pileup identification based on 3D vertexing with not used clusters
907   MarkUsedClusters();
908   fLines.Clear("C");
909   Int_t nolines = FindTracklets(itsClusterTree,2);
910   if(nolines>=2){
911     Int_t nr=RemoveTracklets();
912     nolines-=nr;
913     if(nolines>=2){
914       Int_t rc=Prepare3DVertex(2);
915       if(rc==0){ 
916         fVert3D=AliVertexerTracks::TrackletVertexFinder(&fLines,0);
917         if(fVert3D.GetNContributors()>=fMinTrackletsForPilup){
918           fIsPileup=kTRUE;
919           fNoVertices=2;
920           fVertArray = new AliESDVertex[2];
921           fVertArray[0]=(*fCurrentVertex);
922           fVertArray[1]=fVert3D;
923           fZpuv=fVert3D.GetZv();
924           fNTrpuv=fVert3D.GetNContributors();
925         }
926       }
927     }
928   }
929 }
930 //______________________________________________________________________
931 void AliITSVertexer3D::PileupFromZ(){
932   // Calls the pileup algorithm of ALiITSVertexerZ
933   Int_t binmin, binmax;
934   Int_t nPeaks=AliITSVertexerZ::GetPeakRegion(fZHisto,binmin,binmax);   
935   if(nPeaks==2)AliWarning("2 peaks found");
936   Int_t firstPeakCont=0;
937   Double_t firstPeakPos=0.;
938   for(Int_t i=binmin-1;i<=binmax+1;i++){
939     firstPeakCont+=static_cast<Int_t>(fZHisto->GetBinContent(i));
940     firstPeakPos+=fZHisto->GetBinContent(i)*fZHisto->GetBinCenter(i);
941   }
942   if(firstPeakCont>0){ 
943     firstPeakPos/=firstPeakCont;
944     Int_t ncontr2=0;
945     if(firstPeakCont>fMinTrackletsForPilup){     
946       Float_t secPeakPos;
947       ncontr2=AliITSVertexerZ::FindSecondPeak(fZHisto,binmin,binmax,secPeakPos);
948       if(ncontr2>=fMinTrackletsForPilup){ 
949         fIsPileup=kTRUE;
950         fNoVertices=2;
951         AliESDVertex secondVert(secPeakPos,0.1,ncontr2);
952         fVertArray = new AliESDVertex[2];
953         fVertArray[0]=(*fCurrentVertex);
954         fVertArray[1]=secondVert;
955         fZpuv=secPeakPos;
956         fNTrpuv=ncontr2;
957       }
958     }
959   }
960 }
961 //________________________________________________________
962 void AliITSVertexer3D::PrintStatus() const {
963   // Print current status
964   printf("========= First step selections =====================\n");
965   printf("Cut on diamond (Z) %f\n",fZCutDiamond);
966   printf("Loose cut on Delta Phi %f\n",fCoarseDiffPhiCut);
967   printf("Loose cut on tracklet DCA to Z axis %f\n",fCoarseMaxRCut);
968   printf("Cut on DCA - tracklet to tracklet and to vertex %f\n",fDCAcut);
969   printf("========= Second step selections ====================\n");
970   printf("Cut on tracklet-to-first-vertex Z distance %f\n",fMaxZCut);
971   printf("Max Phi difference: %f\n",fDiffPhiMax);
972   printf("Cut on tracklet DCA to beam axis %f\n",fMaxRCut);
973   printf("Cut on tracklet DCA to beam axis (algo2) %f\n",fMaxRCut2);
974   printf("========= Pileup selections =========================\n");
975   printf("Pileup algo: %d\n",fPileupAlgo);
976   printf("Min DCA to 1st vertex for pileup (algo 0 and 1): %f\n",fDCAforPileup);
977   printf("Cut on distance between pair-vertices  (algo 2): %f\n",fCutOnPairs);
978   printf("Maximum number of clusters allowed on L1 or L2: %d\n",fMaxNumOfCl);
979   printf("=======================================================\n");
980 }