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 <Riostream.h>
  17 #include <TArrayF.h>
  18 #include <TDirectory.h>
  19 #include <TH1F.h>
  20 #include <TMath.h>
  21 #include <TObjArray.h>
  22 #include <TTree.h>
  23 #include <TClonesArray.h>
  24 #include "AliRun.h"
  25 #include "AliITS.h"
  26 #include "AliITSgeom.h"
  27 #include "AliITSLoader.h"
  28 #include "AliITSRecPoint.h"
  29 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  30 //                                                                     //
  31 // This class is intended to compute the Z coordinate of the           //
  32 // primary vertex for p-p interactions, or in general when the         //
  33 // number of secondaries is too slow to use the class                  //
  34 // AliITSVertexerIons, which in turn is optimized for A-A collsions    //
  35 // Origin: masera@to.infn.it      9/12/2002                            //
  36 //                                                                     //
  37 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  38 ClassImp(AliITSVertexerPPZ)
  39
  40
  41
  42 //______________________________________________________________________
  43 AliITSVertexerPPZ::AliITSVertexerPPZ():AliITSVertexer() {
  44   // Default Constructor
  45
  46   SetDiffPhiMax(0);
  47   fX0 = 0.;
  48   fY0 = 0.;
  49   SetFirstLayerModules(0);
  50   SetSecondLayerModules(0);
  51   fZFound = 0;
  52   fZsig = 0.;
  53   fITS = 0;
  54   SetWindow(0);
  55 }
  56
  57 AliITSVertexerPPZ::AliITSVertexerPPZ(TString fn, Float_t x0, Float_t y0):AliITSVertexer(fn) {
  58   // Standard constructor
  59   SetDiffPhiMax();
  60   fX0 = x0;
  61   fY0 = y0;
  62   SetFirstLayerModules();
  63   SetSecondLayerModules();
  64   fZFound = 0;
  65   fZsig = 0.;
  66   fITS = 0;
  67   SetWindow();
  68 }
  69
  70 //______________________________________________________________________
  71 AliITSVertexerPPZ::~AliITSVertexerPPZ() {
  72   // Default Destructor
  73   fITS = 0;
  74 }
  75
  76 //________________________________________________________
  77 void  AliITSVertexerPPZ::EvalZ(TH1F *hist,Int_t sepa, Int_t ncoinc, TArrayF *zval) {
  78   Float_t DeltaVal = hist->GetBinWidth(1)*fWindow; // max window in Z for searching
  79   fZFound=0;
  80   fZsig=0;
  81   Int_t N=0;
  82   Int_t NbinNotZero=0;
  83   Float_t totst = 0.;
  84   Float_t totst2 = 0.;
  85   Float_t curz = 0.;
  86   for(Int_t i=1;i<=sepa;i++){
  87     Float_t cont=hist->GetBinContent(i);
  88     if(cont!=0)curz = hist->GetBinLowEdge(i)+0.5*hist->GetBinWidth(i);
  89     totst+=cont;
  90     totst2+=cont*cont;
  91     N++;
  92     if(cont!=0)NbinNotZero++;
  93   }
  94   if(NbinNotZero==0){fZFound=-100; fZsig=-100; return;}
  95   if(NbinNotZero==1){
  96     fZFound = curz;
  97     fZsig=0;
  98     fCurrentVertex = new AliESDVertex(fZFound,fZsig,NbinNotZero);
  99     return;
 100   }
 101   Float_t errsq = totst2/(N-1)-totst*totst/N/(N-1);
 102   if(errsq>=0){
 103   totst2=TMath::Sqrt(errsq);
 104   }
 105   else {
 106     Error("EvalZ","Negative variance: %d - %12.7f - %12.7f",N,totst2,totst);
 107     fZFound=-100;
 108     fZsig=-100;
 109     return;
 110   }
 111   totst /= N;
 112   Float_t cut = totst+totst2*2.;
 113   if(fDebug>1)cout<<"totst, totst2, cut: "<<totst<<", "<<totst2<<", "<<cut<<endl;
 114   Float_t val1=hist->GetBinLowEdge(sepa);
 115   Float_t val2=hist->GetBinLowEdge(1);
 116   Float_t valm = 0.;
 117   Float_t zmax = 0.;
 118   for(Int_t i=1;i<=sepa;i++){
 119     Float_t cont=hist->GetBinContent(i);
 120     if(cont>valm){
 121       valm = cont;
 122       zmax = hist->GetBinLowEdge(i)+0.5*hist->GetBinWidth(1);
 123     }
 124     if(cont>cut){
 125       curz=hist->GetBinLowEdge(i);
 126       if(curz<val1)val1=curz;
 127       if(curz>val2)val2=curz;
 128     }
 129   }
 130   val2+=hist->GetBinWidth(1);
 131   if((val2-val1)>DeltaVal){
 132     val1 = zmax-DeltaVal/2.;
 133     val2 = zmax+DeltaVal/2.;
 134     if(fDebug>0)cout<<"val1 and val2 recomputed\n";
 135   }
 136   if(fDebug>0)cout<<"Values for Z finding: "<<val1<<" "<<val2<<" "<<val2-val1<<endl;
 137   fZFound=0;
 138   fZsig=0;
 139   N=0;
 140   for(Int_t i=0; i<ncoinc; i++){
 141     Float_t z=zval->At(i);
 142     if(z<val1)continue;
 143     if(z>val2)continue;
 144
 145     fZFound+=z;
 146     fZsig+=z*z;
 147     /*   weights defined by the curvature
 148     Float_t wei = 1./curv->At(i);
 149     fZFound+=z*wei;
 150     fZsig+=wei;
 151     */
 152     N++;
 153   }
 154   if(N<1){fZFound=-110; fZsig=-110; return;}
 155   if(N==1){
 156     fZsig = 0;
 157     fCurrentVertex = new AliESDVertex(fZFound,fZsig,N);
 158     return;
 159   }
 160   errsq = (fZsig/(N-1)-fZFound*fZFound/N/(N-1))/N;
 161   if(errsq>=0.){
 162     fZsig=TMath::Sqrt(errsq);
 163   }
 164   else {
 165     Error("evalZ","Negative variance: %d - %12.7f %12.7f",N,fZsig,fZFound);
 166     fZsig=0;
 167   }
 168   fZFound=fZFound/N;
 169   /* weights defined by the curvature
 170   fZsig=1./fZsig;
 171   fZFound*=fZsig;
 172   fZsig = TMath::Sqrt(fZsig);
 173   */
 174   fCurrentVertex = new AliESDVertex(fZFound,fZsig,N);
 175 }
 176
 177 //______________________________________________________________________
 178 AliESDVertex* AliITSVertexerPPZ::FindVertexForCurrentEvent(Int_t evnumber){
 179   // Defines the AliESDVertex for the current event
 180   fCurrentVertex = 0;
 181   fZFound = -999;
 182   fZsig = -999;
 183   AliRunLoader *rl =AliRunLoader::GetRunLoader();
 184   AliITSLoader* ITSloader =  (AliITSLoader*) rl->GetLoader("ITSLoader");
 185   if(!fITS)  {
 186     fITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 187     if(!fITS) {
 188       Error("FindVertexForCurrentEvent","AliITS object was not found");
 189       return fCurrentVertex;
 190     }
 191   }
 192   fITS->SetTreeAddress();
 193   AliITSgeom *geom = fITS->GetITSgeom();
 194   if(!geom) {
 195     Error("FindVertexForCurrentEvent","ITS geometry is not defined");
 196     return fCurrentVertex;
 197   }
 198   TTree *tR=0;
 199   TClonesArray *itsRec  = 0;
 200   Float_t lc[3]; for(Int_t ii=0; ii<3; ii++) lc[ii]=0.;
 201   Float_t gc[3]; for(Int_t ii=0; ii<3; ii++) gc[ii]=0.;
 202   Float_t lc2[3]; for(Int_t ii=0; ii<3; ii++) lc2[ii]=0.;
 203   Float_t gc2[3]; for(Int_t ii=0; ii<3; ii++) gc2[ii]=0.;
 204
 205   tR = ITSloader->TreeR();
 206   if(!tR){
 207     Error("FindVertexForCurrentEvent","TreeR not found");
 208     return fCurrentVertex;
 209   }
 210   itsRec  = fITS->RecPoints();  // uses slow points or fast points if slow are
 211   // missing
 212   TClonesArray dummy("AliITSclusterV2",10000), *clusters=&dummy;
 213   TBranch *branch;
 214   if(fUseV2Clusters){
 215     branch = tR->GetBranch("Clusters");
 216     branch->SetAddress(&clusters);
 217   }
 218   else {
 219     branch = tR->GetBranch("ITSRecPoints");
 220     if(!branch){
 221       branch = tR->GetBranch("ITSRecPointsF");
 222     }
 223   }
 224   if(!branch){
 225    Error("FindVertexForCurrentEvent","branch for ITS rec points not found");
 226    return fCurrentVertex;
 227   }
 228   Float_t zave=0;
 229   Float_t rmszav=0;
 230   Float_t zave2=0;
 231   Int_t firipixe=0;
 232   for(Int_t module= fFirstL1; module<=fLastL1;module++){
 233     branch->GetEvent(module);
 234     if(fUseV2Clusters){
 235       Clusters2RecPoints(clusters,module,itsRec);
 236     }
 237     Int_t nrecp1 = itsRec->GetEntries();
 238     for(Int_t i=0; i<nrecp1;i++){
 239       AliITSRecPoint *current = (AliITSRecPoint*)itsRec->At(i);
 240       lc[0]=current->GetX();
 241       lc[2]=current->GetZ();
 242       geom->LtoG(module,lc,gc);
 243       zave+=gc[2];
 244       zave2+=gc[2]*gc[2];
 245       firipixe++;
 246     }
 247     fITS->ResetRecPoints();
 248   }
 249   if(firipixe>1){
 250     rmszav=TMath::Sqrt(zave2/(firipixe-1)-zave*zave/firipixe/(firipixe-1));
 251     zave=zave/firipixe;
 252     if(fDebug>1)cout<<"++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n Number of firing pixels: "<<firipixe<<endl;
 253   }
 254   else {
 255     fZFound = -200;
 256     fZsig = -200;
 257     Warning("FindVertexForCurrentEvent","No rec points on first layer for this event");
 258     return fCurrentVertex;
 259   }
 260   Float_t zlim1=zave-rmszav;
 261   Float_t zlim2=zave+rmszav;
 262   Int_t sepa=(Int_t)((zlim2-zlim1)*10.+1.);
 263   zlim2=zlim1 + sepa/10.;
 264   TH1F *zvdis = new TH1F("z_ev","zv distr",sepa,zlim1,zlim2);
 265   if(fDebug>0){
 266     cout<<"Z limits: "<<zlim1<<" "<<zlim2<<"; Bins= "<<sepa<<endl;
 267     cout<<"Bin width: "<<zvdis->GetBinWidth(1)*10000.<<" micron\n";
 268   }
 269   Int_t sizarr=100;
 270   TArrayF *zval = new TArrayF(sizarr);
 271   //  TArrayF *curv = new TArrayF(sizarr);
 272   Int_t ncoinc=0;
 273   for(Int_t module= fFirstL1; module<=fLastL1;module++){
 274     if(fDebug>0)cout<<"processing module   "<<module<<"                  \r";
 275     branch->GetEvent(module);
 276     if(fUseV2Clusters){
 277       Clusters2RecPoints(clusters,module,itsRec);
 278     }
 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     fITS->ResetRecPoints();
 283     for(Int_t i=0; i<nrecp1;i++){
 284       AliITSRecPoint *current = (AliITSRecPoint*)poiL1->At(i);
 285       lc[0]=current->GetX();
 286       lc[2]=current->GetZ();
 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         if(fUseV2Clusters){
 297           Clusters2RecPoints(clusters,modul2,itsRec);
 298         }
 299         Int_t nrecp2 = itsRec->GetEntries();
 300         for(Int_t j=0; j<nrecp2;j++){
 301           AliITSRecPoint *recp = (AliITSRecPoint*)itsRec->At(j);
 302           lc2[0]=recp->GetX();
 303           lc2[2]=recp->GetZ();
 304           geom->LtoG(modul2,lc2,gc2);
 305           gc2[0]-=fX0;
 306           gc2[1]-=fY0;
 307           Float_t r2=TMath::Sqrt(gc2[0]*gc2[0]+gc2[1]*gc2[1]);
 308           Float_t zr0=(r2*gc[2]-r1*gc2[2])/(r2-r1);
 309           Float_t phi2 = TMath::ATan2(gc2[1],gc2[0]);
 310           if(phi2<0)phi2=2.*TMath::Pi()+phi2;
 311           Float_t diff = TMath::Abs(phi2-phi1);
 312           if(diff>TMath::Pi())diff=2.*TMath::Pi()-diff;
 313           if(zr0>zlim1 && zr0<zlim2){
 314             if(diff<fDiffPhiMax ){
 315               zvdis->Fill(zr0);
 316               zval->AddAt(zr0,ncoinc);
 317               /* uncomment these lines to use curvature as a weight
 318               Float_t cu = Curv(0.,0.,gc[0],gc[1],gc2[0],gc[1]);
 319               curv->AddAt(cu,ncoinc);
 320               */
 321               ncoinc++;
 322               if(ncoinc==(sizarr-1)){
 323                 sizarr+=100;
 324                 zval->Set(sizarr);
 325                 //uncomment next line to use curvature as weight
 326                 //              curv->Set(sizarr);
 327               }
 328             }
 329           }
 330         }
 331         fITS->ResetRecPoints();
 332       }
 333     }
 334     delete poiL1;
 335   }         // loop on modules
 336   if(fDebug>0){
 337     cout<<endl<<"Number of coincidences = "<<ncoinc<<endl;
 338   }
 339   //  EvalZ(zvdis,sepa,ncoinc,zval,curv);
 340   EvalZ(zvdis,sepa,ncoinc,zval);
 341   delete zvdis;
 342   delete zval;
 343   //  delete curv;
 344   if(fCurrentVertex){
 345     char name[30];
 346     sprintf(name,"Vertex_%d",evnumber);
 347     //    fCurrentVertex->SetName(name);
 348     fCurrentVertex->SetTitle("vertexer: PPZ");
 349   }
 350   return fCurrentVertex;
 351 }
 352
 353 //______________________________________________________________________
 354 void AliITSVertexerPPZ::FindVertices(){
 355   // computes the vertices of the events in the range FirstEvent - LastEvent
 356   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::GetRunLoader();
 357   AliITSLoader* ITSloader =  (AliITSLoader*) rl->GetLoader("ITSLoader");
 358   ITSloader->ReloadRecPoints();
 359   for(Int_t i=fFirstEvent;i<=fLastEvent;i++){
 360     cout<<"Processing event "<<i<<endl;
 361     rl->GetEvent(i);
 362     FindVertexForCurrentEvent(i);
 363     if(fCurrentVertex){
 364       WriteCurrentVertex();
 365     }
 366     else {
 367       if(fDebug>0){
 368         cout<<"Vertex not found for event "<<i<<endl;
 369         cout<<"fZFound = "<<fZFound<<", fZsig= "<<fZsig<<endl;
 370       }
 371     }
 372   }
 373 }
 374
 375 //________________________________________________________
 376 void AliITSVertexerPPZ::PrintStatus() const {
 377   // Print current status
 378   cout <<"=======================================================\n";
 379   cout <<" First layer first and last modules: "<<fFirstL1<<", ";
 380   cout <<fLastL1<<endl;
 381   cout <<" Second layer first and last modules: "<<fFirstL2<<", ";
 382   cout <<fLastL2<<endl;
 383   cout <<" Max Phi difference: "<<fDiffPhiMax<<endl;
 384   cout <<" Window for Z search: "<<fWindow<<endl;
 385   cout <<" Current Z "<<fZFound<<"; Z sig "<<fZsig<<endl;
 386   cout <<" Debug flag: "<<fDebug<<endl;
 387   cout<<"First event to be processed "<<fFirstEvent;
 388   cout<<"\n Last event to be processed "<<fLastEvent<<endl;
 389 }
 390
 391 //________________________________________________________
 392 Float_t AliITSVertexerPPZ::Curv(Double_t x1,Double_t y1,
 393                    Double_t x2,Double_t y2,
 394                    Double_t x3,Double_t y3)
 395 {
 396   //-----------------------------------------------------------------
 397   // Initial approximation of the track curvature (Y. Belikov) squared
 398   //-----------------------------------------------------------------
 399   Double_t d=(x2-x1)*(y3-y2)-(x3-x2)*(y2-y1);
 400   Double_t a=0.5*((y3-y2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1)-
 401                   (y2-y1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2));
 402   Double_t b=0.5*((x2-x1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2)-
 403                   (x3-x2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1));
 404
 405   Double_t xr=TMath::Abs(d/(d*x1-a)), yr=d/(d*y1-b);
 406
 407   Float_t val = (Float_t)(( -xr*yr/TMath::Sqrt(xr*xr+yr*yr))
 408                           *( -xr*yr/TMath::Sqrt(xr*xr+yr*yr)));
 409   return val;
 410 }