ITS/AliITSVertexerPPZ.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-2003, 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 <AliITSVertexerPPZ.h>
  16 #include <TArrayF.h>
  17 #include <TH1F.h>
  18 #include <TObjArray.h>
  19 #include <TTree.h>
  20 #include <TClonesArray.h>
  21 #include "AliITSDetTypeRec.h"
  22 #include "AliITSgeom.h"
  23 #include "AliITSLoader.h"
  24 #include "AliITSRecPoint.h"
  25 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  26 //                                                                     //
  27 // This class is intended to compute the Z coordinate of the           //
  28 // primary vertex for p-p interactions, or in general when the         //
  29 // number of secondaries is too slow to use the class                  //
  30 // AliITSVertexerIons, which in turn is optimized for A-A collsions    //
  31 // Origin: masera@to.infn.it      9/12/2002                            //
  32 //                                                                     //
  33 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  34 ClassImp(AliITSVertexerPPZ)
  35
  36
  37
  38 //______________________________________________________________________
  39 AliITSVertexerPPZ::AliITSVertexerPPZ():AliITSVertexer(),
  40 fFirstL1(0),
  41 fLastL1(0),
  42 fFirstL2(0),
  43 fLastL2(0),
  44 fDiffPhiMax(0),
  45 fX0(0),
  46 fY0(0),
  47 fZFound(0),
  48 fZsig(0),
  49 fWindow(0){
  50   // Default Constructor
  51
  52   SetDiffPhiMax(0);
  53   SetFirstLayerModules(0);
  54   SetSecondLayerModules(0);
  55   //fITS = 0;
  56   SetWindow(0);
  57 }
  58
  59 AliITSVertexerPPZ::AliITSVertexerPPZ(TString fn, Float_t x0, Float_t y0):AliITSVertexer(fn),
  60 fFirstL1(0),
  61 fLastL1(0),
  62 fFirstL2(0),
  63 fLastL2(0),
  64 fDiffPhiMax(0),
  65 fX0(x0),
  66 fY0(y0),
  67 fZFound(0),
  68 fZsig(0),
  69 fWindow(0) {
  70   // Standard constructor
  71   SetDiffPhiMax();
  72   fX0 = x0;
  73   fY0 = y0;
  74   SetFirstLayerModules();
  75   SetSecondLayerModules();
  76   //fITS = 0;
  77   SetWindow();
  78 }
  79
  80 //______________________________________________________________________
  81 AliITSVertexerPPZ::~AliITSVertexerPPZ() {
  82   // Default Destructor
  83   //fITS = 0;
  84 }
  85
  86 //________________________________________________________
  87 void  AliITSVertexerPPZ::EvalZ(TH1F *hist,Int_t sepa, Int_t ncoinc, TArrayF *zval) {
  88
  89   //Evaluation of Z
  90   Float_t deltaVal = hist->GetBinWidth(1)*fWindow; // max window in Z for searching
  91   fZFound=0;
  92   fZsig=0;
  93   Int_t nN=0;
  94   Int_t nbinNotZero=0;
  95   Float_t totst = 0.;
  96   Float_t totst2 = 0.;
  97   Float_t curz = 0.;
  98   for(Int_t i=1;i<=sepa;i++){
  99     Float_t cont=hist->GetBinContent(i);
 100     if(cont!=0)curz = hist->GetBinLowEdge(i)+0.5*hist->GetBinWidth(i);
 101     totst+=cont;
 102     totst2+=cont*cont;
 103     nN++;
 104     if(cont!=0)nbinNotZero++;
 105   }
 106   if(nbinNotZero==0){fZFound=-100; fZsig=-100; return;}
 107   if(nbinNotZero==1){
 108     fZFound = curz;
 109     fZsig=0;
 110     fCurrentVertex = new AliESDVertex(fZFound,fZsig,nbinNotZero);
 111     return;
 112   }
 113   Float_t errsq = totst2/(nN-1)-totst*totst/nN/(nN-1);
 114   if(errsq>=0){
 115   totst2=TMath::Sqrt(errsq);
 116   }
 117   else {
 118     Error("EvalZ","Negative variance: %d - %12.7f - %12.7f",nN,totst2,totst);
 119     fZFound=-100;
 120     fZsig=-100;
 121     return;
 122   }
 123   totst /= nN;
 124   Float_t cut = totst+totst2*2.;
 125   if(fDebug>1)cout<<"totst, totst2, cut: "<<totst<<", "<<totst2<<", "<<cut<<endl;
 126   Float_t val1=hist->GetBinLowEdge(sepa);
 127   Float_t val2=hist->GetBinLowEdge(1);
 128   Float_t valm = 0.;
 129   Float_t zmax = 0.;
 130   for(Int_t i=1;i<=sepa;i++){
 131     Float_t cont=hist->GetBinContent(i);
 132     if(cont>valm){
 133       valm = cont;
 134       zmax = hist->GetBinLowEdge(i)+0.5*hist->GetBinWidth(1);
 135     }
 136     if(cont>cut){
 137       curz=hist->GetBinLowEdge(i);
 138       if(curz<val1)val1=curz;
 139       if(curz>val2)val2=curz;
 140     }
 141   }
 142   val2+=hist->GetBinWidth(1);
 143   if((val2-val1)>deltaVal){
 144     val1 = zmax-deltaVal/2.;
 145     val2 = zmax+deltaVal/2.;
 146     if(fDebug>0)cout<<"val1 and val2 recomputed\n";
 147   }
 148   if(fDebug>0)cout<<"Values for Z finding: "<<val1<<" "<<val2<<" "<<val2-val1<<endl;
 149   fZFound=0;
 150   fZsig=0;
 151   nN=0;
 152   for(Int_t i=0; i<ncoinc; i++){
 153     Float_t z=zval->At(i);
 154     if(z<val1)continue;
 155     if(z>val2)continue;
 156
 157     fZFound+=z;
 158     fZsig+=z*z;
 159     /*   weights defined by the curvature
 160     Float_t wei = 1./curv->At(i);
 161     fZFound+=z*wei;
 162     fZsig+=wei;
 163     */
 164     nN++;
 165   }
 166   if(nN<1){fZFound=-110; fZsig=-110; return;}
 167   if(nN==1){
 168     fZsig = 0;
 169     fCurrentVertex = new AliESDVertex(fZFound,fZsig,nN);
 170     return;
 171   }
 172   errsq = (fZsig/(nN-1)-fZFound*fZFound/nN/(nN-1))/nN;
 173   if(errsq>=0.){
 174     fZsig=TMath::Sqrt(errsq);
 175   }
 176   else {
 177     Error("evalZ","Negative variance: %d - %12.7f %12.7f",nN,fZsig,fZFound);
 178     fZsig=0;
 179   }
 180   fZFound=fZFound/nN;
 181   /* weights defined by the curvature
 182   fZsig=1./fZsig;
 183   fZFound*=fZsig;
 184   fZsig = TMath::Sqrt(fZsig);
 185   */
 186   fCurrentVertex = new AliESDVertex(fZFound,fZsig,nN);
 187 }
 188
 189 //______________________________________________________________________
 190 AliESDVertex* AliITSVertexerPPZ::FindVertexForCurrentEvent(Int_t evnumber){
 191   // Defines the AliESDVertex for the current event
 192   fCurrentVertex = 0;
 193   fZFound = -999;
 194   fZsig = -999;
 195   AliRunLoader *rl =AliRunLoader::GetRunLoader();
 196   AliITSLoader* iTSloader = (AliITSLoader*)rl->GetLoader("ITSLoader");
 197   TDirectory * olddir = gDirectory;
 198   rl->CdGAFile();
 199   AliITSgeom* geom = (AliITSgeom*)gDirectory->Get("AliITSgeom");
 200   olddir->cd();
 201
 202   AliITSDetTypeRec detTypeRec;
 203
 204   if(!geom) {
 205     Error("FindVertexForCurrentEvent","ITS geometry is not defined");
 206     return fCurrentVertex;
 207   }
 208   TTree *tR=0;
 209   TClonesArray *itsRec  = 0;
 210   Float_t lc[3]; for(Int_t ii=0; ii<3; ii++) lc[ii]=0.;
 211   Float_t gc[3]; for(Int_t ii=0; ii<3; ii++) gc[ii]=0.;
 212   Float_t lc2[3]; for(Int_t ii=0; ii<3; ii++) lc2[ii]=0.;
 213   Float_t gc2[3]; for(Int_t ii=0; ii<3; ii++) gc2[ii]=0.;
 214
 215   tR = iTSloader->TreeR();
 216   if(!tR){
 217     Error("FindVertexForCurrentEvent","TreeR not found");
 218     return fCurrentVertex;
 219   }
 220   detTypeRec.SetTreeAddressR(tR);
 221   itsRec = detTypeRec.RecPoints();
 222   // missing
 223   // TClonesArray dummy("AliITSRecPoint",10000), *clusters=&dummy;
 224   TBranch *branch;
 225   branch = tR->GetBranch("ITSRecPoints");
 226   if(!branch){
 227     branch = tR->GetBranch("ITSRecPointsF");
 228   }
 229   //}
 230   if(!branch){
 231    Error("FindVertexForCurrentEvent","branch for ITS rec points not found");
 232    return fCurrentVertex;
 233   }
 234   Float_t zave=0;
 235   Float_t rmszav=0;
 236   Float_t zave2=0;
 237   Int_t firipixe=0;
 238   for(Int_t module= fFirstL1; module<=fLastL1;module++){
 239     branch->GetEvent(module);
 240     Int_t nrecp1 = itsRec->GetEntries();
 241     for(Int_t i=0; i<nrecp1;i++){
 242       AliITSRecPoint *current = (AliITSRecPoint*)itsRec->At(i);
 243       lc[0]=current->GetDetLocalX();
 244       lc[2]=current->GetDetLocalZ();
 245       geom->LtoG(module,lc,gc);
 246       zave+=gc[2];
 247       zave2+=gc[2]*gc[2];
 248       firipixe++;
 249     }
 250     detTypeRec.ResetRecPoints();
 251   }
 252   if(firipixe>1){
 253     rmszav=TMath::Sqrt(zave2/(firipixe-1)-zave*zave/firipixe/(firipixe-1));
 254     zave=zave/firipixe;
 255     if(fDebug>1)cout<<"++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n Number of firing pixels: "<<firipixe<<endl;
 256   }
 257   else {
 258     fZFound = -200;
 259     fZsig = -200;
 260     Warning("FindVertexForCurrentEvent","No rec points on first layer for this event");
 261     return fCurrentVertex;
 262   }
 263   Float_t zlim1=zave-rmszav;
 264   Float_t zlim2=zave+rmszav;
 265   Int_t sepa=(Int_t)((zlim2-zlim1)*10.+1.);
 266   zlim2=zlim1 + sepa/10.;
 267   TH1F *zvdis = new TH1F("z_ev","zv distr",sepa,zlim1,zlim2);
 268   if(fDebug>0){
 269     cout<<"Z limits: "<<zlim1<<" "<<zlim2<<"; Bins= "<<sepa<<endl;
 270     cout<<"Bin width: "<<zvdis->GetBinWidth(1)*10000.<<" micron\n";
 271   }
 272   Int_t sizarr=100;
 273   TArrayF *zval = new TArrayF(sizarr);
 274   //  TArrayF *curv = new TArrayF(sizarr);
 275   Int_t ncoinc=0;
 276   for(Int_t module= fFirstL1; module<=fLastL1;module++){
 277     if(fDebug>0)cout<<"processing module   "<<module<<"                  \r";
 278     branch->GetEvent(module);
 279     Int_t nrecp1 = itsRec->GetEntries();
 280     TObjArray *poiL1 = new TObjArray(nrecp1);
 281     for(Int_t i=0; i<nrecp1;i++)poiL1->AddAt(itsRec->At(i),i);
 282     detTypeRec.ResetRecPoints();
 283     for(Int_t i=0; i<nrecp1;i++){
 284       AliITSRecPoint *current = (AliITSRecPoint*)poiL1->At(i);
 285       lc[0]=current->GetDetLocalX();
 286       lc[2]=current->GetDetLocalZ();
 287       geom->LtoG(module,lc,gc);
 288       gc[0]-=fX0;
 289       gc[1]-=fY0;
 290       Float_t r1=TMath::Sqrt(gc[0]*gc[0]+gc[1]*gc[1]);
 291       Float_t phi1 = TMath::ATan2(gc[1],gc[0]);
 292       if(phi1<0)phi1=2*TMath::Pi()+phi1;
 293       if(fDebug>1)cout<<"module "<<module<<" "<<gc[0]<<" "<<gc[1]<<" "<<gc[2]<<" "<<phi1<<"     \n";
 294       for(Int_t modul2=fFirstL2; modul2<=fLastL2; modul2++){
 295         branch->GetEvent(modul2);
 296         Int_t nrecp2 = itsRec->GetEntries();
 297         for(Int_t j=0; j<nrecp2;j++){
 298           AliITSRecPoint *recp = (AliITSRecPoint*)itsRec->At(j);
 299           lc2[0]=recp->GetDetLocalX();
 300           lc2[2]=recp->GetDetLocalZ();
 301           geom->LtoG(modul2,lc2,gc2);
 302           gc2[0]-=fX0;
 303           gc2[1]-=fY0;
 304           Float_t r2=TMath::Sqrt(gc2[0]*gc2[0]+gc2[1]*gc2[1]);
 305           Float_t zr0=(r2*gc[2]-r1*gc2[2])/(r2-r1);
 306           Float_t phi2 = TMath::ATan2(gc2[1],gc2[0]);
 307           if(phi2<0)phi2=2.*TMath::Pi()+phi2;
 308           Float_t diff = TMath::Abs(phi2-phi1);
 309           if(diff>TMath::Pi())diff=2.*TMath::Pi()-diff;
 310           if(zr0>zlim1 && zr0<zlim2){
 311             if(diff<fDiffPhiMax ){
 312               zvdis->Fill(zr0);
 313               zval->AddAt(zr0,ncoinc);
 314               /* uncomment these lines to use curvature as a weight
 315               Float_t cu = Curv(0.,0.,gc[0],gc[1],gc2[0],gc[1]);
 316               curv->AddAt(cu,ncoinc);
 317               */
 318               ncoinc++;
 319               if(ncoinc==(sizarr-1)){
 320                 sizarr+=100;
 321                 zval->Set(sizarr);
 322                 //uncomment next line to use curvature as weight
 323                 //              curv->Set(sizarr);
 324               }
 325             }
 326           }
 327         }
 328         detTypeRec.ResetRecPoints();
 329       }
 330     }
 331     delete poiL1;
 332   }         // loop on modules
 333   if(fDebug>0){
 334     cout<<endl<<"Number of coincidences = "<<ncoinc<<endl;
 335   }
 336   //  EvalZ(zvdis,sepa,ncoinc,zval,curv);
 337   EvalZ(zvdis,sepa,ncoinc,zval);
 338   delete zvdis;
 339   delete zval;
 340   //  delete curv;
 341   if(fCurrentVertex){
 342     char name[30];
 343     sprintf(name,"Vertex_%d",evnumber);
 344     //    fCurrentVertex->SetName(name);
 345     fCurrentVertex->SetTitle("vertexer: PPZ");
 346   }
 347
 348   return fCurrentVertex;
 349 }
 350
 351 //______________________________________________________________________
 352 void AliITSVertexerPPZ::FindVertices(){
 353   // computes the vertices of the events in the range FirstEvent - LastEvent
 354   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::GetRunLoader();
 355   AliITSLoader* iTSloader =  (AliITSLoader*) rl->GetLoader("ITSLoader");
 356   iTSloader->ReloadRecPoints();
 357   for(Int_t i=fFirstEvent;i<=fLastEvent;i++){
 358     cout<<"Processing event "<<i<<endl;
 359     rl->GetEvent(i);
 360     FindVertexForCurrentEvent(i);
 361     if(fCurrentVertex){
 362       WriteCurrentVertex();
 363     }
 364     else {
 365       if(fDebug>0){
 366         cout<<"Vertex not found for event "<<i<<endl;
 367         cout<<"fZFound = "<<fZFound<<", fZsig= "<<fZsig<<endl;
 368       }
 369     }
 370   }
 371 }
 372
 373 //________________________________________________________
 374 void AliITSVertexerPPZ::PrintStatus() const {
 375   // Print current status
 376   cout <<"=======================================================\n";
 377   cout <<" First layer first and last modules: "<<fFirstL1<<", ";
 378   cout <<fLastL1<<endl;
 379   cout <<" Second layer first and last modules: "<<fFirstL2<<", ";
 380   cout <<fLastL2<<endl;
 381   cout <<" Max Phi difference: "<<fDiffPhiMax<<endl;
 382   cout <<" Window for Z search: "<<fWindow<<endl;
 383   cout <<" Current Z "<<fZFound<<"; Z sig "<<fZsig<<endl;
 384   cout <<" Debug flag: "<<fDebug<<endl;
 385   cout<<"First event to be processed "<<fFirstEvent;
 386   cout<<"\n Last event to be processed "<<fLastEvent<<endl;
 387 }
 388
 389 //________________________________________________________
 390 Float_t AliITSVertexerPPZ::Curv(Double_t x1,Double_t y1,
 391                    Double_t x2,Double_t y2,
 392                    Double_t x3,Double_t y3)
 393 {
 394   //-----------------------------------------------------------------
 395   // Initial approximation of the track curvature (Y. Belikov) squared
 396   //-----------------------------------------------------------------
 397   Double_t d=(x2-x1)*(y3-y2)-(x3-x2)*(y2-y1);
 398   Double_t a=0.5*((y3-y2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1)-
 399                   (y2-y1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2));
 400   Double_t b=0.5*((x2-x1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2)-
 401                   (x3-x2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1));
 402
 403   Double_t xr=TMath::Abs(d/(d*x1-a)), yr=d/(d*y1-b);
 404
 405   Float_t val = (Float_t)(( -xr*yr/TMath::Sqrt(xr*xr+yr*yr))
 406                           *( -xr*yr/TMath::Sqrt(xr*xr+yr*yr)));
 407   return val;
 408 }