ITS/UPGRADE/testITSU/DetectorK.h

   1 #ifndef DETECTORK_H
   2 #define DETECTORK_H
   3
   4 #include <TNamed.h>
   5 #include <TList.h>
   6 #include <TGraph.h>
   7 #include <Riostream.h>
   8
   9 /***********************************************************
  10
  11 Fast Simulation tool for Inner Tracker Systems
  12
  13 original code of using the billoir technique was developed
  14 for the HFT (STAR), James H. Thomas, jhthomas@lbl.gov
  15 http://rnc.lbl.gov/~jhthomas
  16
  17 Changes by S. Rossegger
  18
  19 July 2011  - Adding the possibility of "fake calculation" and "efficiency calculation"
  20              with a number of "at least correct clusters on the track"
  21              Done using the complete combinatorics table with 3^nLayer track outcomes.
  22
  23 April 2011 - Now uses the Kalman method (aliroot implementation) instead of the Billoir
  24              technique ... (changes by Ruben Shahoyan)
  25
  26 March 2011 - Changes to comply with the Alice Offline coding conventions
  27
  28 Feb. 2011 - Improvement in "lowest pt allowed" -> now uses helix param. for calc. of a,b
  29
  30           - Adding a more sophisticaed efficiency calculation which includes
  31             the possibility to make chi2 cuts via Confidence Levels (method of Ruben Shahoyan)
  32             plus adding 'basic' detection efficiencies per layer ...
  33
  34           - Adding "ITS Stand alone" tracking capabilities via
  35             forward+backward tracking -> Kalman smoothing is then
  36             used for the parameter estimates (important for efficiencies)
  37
  38 Jan. 2011 - Inclusion of ImpactParameter Plots (with vtx estimates)
  39             to allow comparison with ITS performances in pp data
  40
  41 Dec. 2010 - Translation into C++ class format
  42           - Adding various Setters and Getters to build the geometry
  43             (based on cylinders) plus handling of the layer properties
  44
  45
  46 ***********************************************************/
  47
  48 class AliExternalTrackParam;
  49 #include <TMatrixD.h>
  50
  51 class DetectorK : public TNamed {
  52
  53  public:
  54
  55   DetectorK();
  56   DetectorK(char *name,char *title);
  57   virtual ~DetectorK();
  58
  59   enum {kNptBins = 50}; // less then 400 !!
  60
  61   void AddLayer(char *name, Float_t radius, Float_t radL, Float_t phiRes=999999, Float_t zRes=999999, Float_t eff=0.95);
  62
  63   void KillLayer(char *name);
  64   void SetRadius(char *name, Float_t radius);
  65   void SetRadiationLength(char *name, Float_t radL);
  66   void SetResolution(char *name, Float_t phiRes=999999, Float_t zRes=999999);
  67   void SetLayerEfficiency(char *name, Float_t eff=0.95);
  68   void RemoveLayer(char *name);
  69
  70   Float_t GetRadius(char *name);
  71   Float_t GetRadiationLength(char *name);
  72   Float_t GetResolution(char *name, Int_t axis=0);
  73   Float_t GetLayerEfficiency(char *name);
  74
  75   void PrintLayout();
  76   void PlotLayout(Int_t plotDead = kTRUE);
  77
  78   void MakeAliceAllNew(Bool_t flagTPC =1,Bool_t flagMon=1);
  79   void MakeAliceCurrent(Int_t AlignResiduals = 0, Bool_t flagTPC =1);
  80   void AddTPC(Float_t phiResMean, Float_t zResMean, Int_t skip=1);
  81   void RemoveTPC();
  82
  83   void SetBField(Float_t bfield) {fBField = bfield; }
  84   Float_t GetBField() const {return fBField; }
  85   void SetLhcUPCscale(Float_t lhcUPCscale) {fLhcUPCscale = lhcUPCscale; }
  86   Float_t GetLhcUPCscale() const { return fLhcUPCscale; }
  87   void SetParticleMass(Float_t particleMass) {fParticleMass = particleMass; }
  88   Float_t GetParticleMass() const { return fParticleMass; }
  89   void SetIntegrationTime(Float_t integrationTime) {fIntegrationTime = integrationTime; }
  90   Float_t GetIntegrationTime() const { return fIntegrationTime; }
  91   void SetMaxRadiusOfSlowDetectors(Float_t maxRadiusSlowDet) {fMaxRadiusSlowDet =  maxRadiusSlowDet; }
  92   Float_t GetMaxRadiusOfSlowDetectors() const { return fMaxRadiusSlowDet; }
  93   void SetAvgRapidity(Float_t avgRapidity) {fAvgRapidity = avgRapidity; }
  94   Float_t GetAvgRapidity() const { return fAvgRapidity; }
  95   void SetConfidenceLevel(Float_t confLevel) {fConfLevel = confLevel; }
  96   Float_t GetConfidenceLevel() const { return fConfLevel; }
  97   void SetAtLeastCorr(Int_t atLeastCorr ) {fAtLeastCorr = atLeastCorr; }
  98   Int_t GetAtLeastCorr() const { return fAtLeastCorr; }
  99   void SetAtLeastFake(Int_t atLeastFake ) {fAtLeastFake = atLeastFake; }
 100   Int_t GetAtLeastFake() const { return fAtLeastFake; }
 101
 102   void SetMaxSeedRadius(Double_t maxSeedRadius ) {fMaxSeedRadius = maxSeedRadius; }
 103   Int_t GetMaxSeedRadius() const { return fMaxSeedRadius; }
 104
 105   void SetptScale(Double_t ptScale ) {fptScale = ptScale; }
 106   Int_t GetptScale() const { return fptScale; }
 107
 108
 109
 110   void SetdNdEtaCent(Int_t dNdEtaCent ) {fdNdEtaCent = dNdEtaCent; }
 111   Float_t GetdNdEtaCent() const { return fdNdEtaCent; }
 112
 113
 114
 115   Float_t GetNumberOfActiveLayers() const {return fNumberOfActiveLayers; }
 116   Float_t GetNumberOfActiveITSLayers() const {return fNumberOfActiveITSLayers; }
 117
 118   void SolveViaBilloir(Int_t flagD0=1,Int_t print=1, Bool_t allPt=1, Double_t meanPt =0.095, char* detLayer=((char*)""));
 119
 120   // Helper functions
 121   Double_t ThetaMCS                 ( Double_t mass, Double_t RadLength, Double_t momentum ) const;
 122   Double_t ProbGoodHit              ( Double_t radius, Double_t searchRadiusRPhi, Double_t searchRadiusZ )   ;
 123   Double_t ProbGoodChiSqHit         ( Double_t radius, Double_t searchRadiusRPhi, Double_t searchRadiusZ )   ;
 124   Double_t ProbGoodChiSqPlusConfHit ( Double_t radius, Double_t leff, Double_t searchRadiusRPhi, Double_t searchRadiusZ )   ;
 125   Double_t ProbNullChiSqPlusConfHit ( Double_t radius, Double_t leff, Double_t searchRadiusRPhi, Double_t searchRadiusZ )   ;
 126
 127   // Howard W. hit distribution and convolution integral
 128   Double_t Dist              ( Double_t Z, Double_t radius ) ;
 129   Double_t HitDensity        ( Double_t radius )   ;
 130   Double_t UpcHitDensity     ( Double_t radius )   ;
 131   Double_t IntegratedHitDensity  ( Double_t multiplicity, Double_t radius )   ;
 132   Double_t OneEventHitDensity    ( Double_t multiplicity, Double_t radius ) const   ;
 133   Double_t D0IntegratedEfficiency( Double_t pt, Double_t corrEfficiency[][400] ) const ;
 134
 135   TGraph* GetGraphMomentumResolution(Int_t color, Int_t linewidth=1);
 136   TGraph* GetGraphPointingResolution(Int_t axis,Int_t color, Int_t linewidth=1);
 137   TGraph* GetGraphPointingResolutionTeleEqu(Int_t axis,Int_t color, Int_t linewidth=1);
 138   TGraph* GetGraphLayerInfo(Int_t plot, Int_t color, Int_t linewidth=1);
 139
 140   TGraph* GetGraphImpactParam(Int_t mode, Int_t axis, Int_t color, Int_t linewidth=1);
 141
 142   TGraph* GetGraphRecoEfficiency(Int_t particle, Int_t color, Int_t linewidth=1);
 143   TGraph* GetGraphRecoFakes(Int_t particle,Int_t color, Int_t linewidth);
 144   TGraph* GetGraphRecoPurity(Int_t particle,Int_t color, Int_t linewidth);
 145
 146   TGraph* GetGraph(Int_t number, Int_t color, Int_t linewidth=1);
 147
 148   void MakeStandardPlots(Bool_t add =0, Int_t color=1, Int_t linewidth=1,Bool_t onlyPionEff=0);
 149
 150   // method to extend AliExternalTrackParam functionality
 151   static Bool_t GetXatLabR(AliExternalTrackParam* tr,Double_t r,Double_t &x, Double_t bz, Int_t dir=0);
 152   static Bool_t PropagateToR(AliExternalTrackParam* trc, double r, double b, int dir=0);
 153   Double_t* PrepareEffFakeKombinations(TMatrixD *probKomb, TMatrixD *probLay);
 154
 155  protected:
 156
 157   Int_t fNumberOfLayers;        // total number of layers in the model
 158   Int_t fNumberOfActiveLayers;  // number of active layers in the model
 159   Int_t fNumberOfActiveITSLayers;  // number of active ITS layers in the model
 160   TList fLayers;                // List of layer pointers
 161   Float_t fBField;              // Magnetic Field in Tesla
 162   Float_t fLhcUPCscale;         // UltraPeripheralElectrons: scale from RHIC to LHC
 163   Float_t fIntegrationTime;     // electronics integration time
 164   Float_t fConfLevel;           // Confidence Level for the tracking
 165   Float_t fAvgRapidity;         // rapidity of the track (= mean)
 166   Float_t fParticleMass;        // Particle used for tracking. Standard: mass of pion
 167   Double_t fMaxRadiusSlowDet;   // Maximum radius for slow detectors.  Fast detectors
 168                                 // and only fast detectors reside outside this radius.
 169   Int_t fAtLeastCorr;     // min. number of correct hits for the track to be "good"
 170   Int_t fAtLeastFake;     // min. number of fake hits for the track to be "fake"
 171
 172   Double_t fMaxSeedRadius; // max seeding radius, e.g. to exclude TRD
 173   Double_t fptScale;      // used for maxPt
 174
 175   Int_t fdNdEtaCent;       // Multiplicity
 176
 177   enum {kMaxNumberOfDetectors = 200};
 178
 179   Double_t fTransMomenta[kNptBins];                          // array of transverse momenta
 180   Double_t fMomentumRes[kNptBins];                           // array of momentum resolution
 181   Double_t fResolutionRPhi[kNptBins];                        // array of rphi resolution
 182   Double_t fResolutionZ[kNptBins];                           // array of z resolution
 183   Double_t fDetPointRes[kMaxNumberOfDetectors][kNptBins];    // array of rphi resolution per layer
 184   Double_t fDetPointZRes[kMaxNumberOfDetectors][kNptBins];   // array of z resolution per layer
 185   Double_t fEfficiency[3][kNptBins];                         // efficiency for different particles
 186   Double_t fFake[3][kNptBins];                               // fake prob for different particles
 187
 188   Int_t kDetLayer;                              // layer for which a few more details are extracted
 189   Double_t fResolutionRPhiLay[kNptBins];                        // array of rphi resolution
 190   Double_t fResolutionZLay[kNptBins];                           // array of z resolution
 191   Double_t fEfficProlongLay[kNptBins];                           // array of z resolution
 192
 193   static const Double_t kPtMinFix;
 194   static const Double_t kPtMaxFix;
 195   static const Double_t kMinRadTPCTrack;
 196
 197   ClassDef(DetectorK,1);
 198 };
 199
 200 #endif
 201