JETAN/AliJetBkg.cxx

   1 /**************************************************************************
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   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
  16 #include <Riostream.h>
  17 #include <TChain.h>
  18 #include <TFile.h>
  19 #include <TList.h>
  20 #include <TArrayF.h>
  21 #include <TClonesArray.h>
  22 #include <TF1.h>
  23 #include <TString.h>
  24
  25 #include "AliJetHeader.h"
  26 #include "AliJetReader.h"
  27 #include "AliJetReaderHeader.h"
  28 #include "AliFastJetFinder.h"
  29 #include "AliFastJetHeaderV1.h"
  30 #include "AliJetReaderHeader.h"
  31 #include "AliJetReader.h"
  32 #include "AliJetUnitArray.h"
  33 #include "AliFastJetInput.h"
  34 #include "AliESDEvent.h"
  35
  36
  37 #include "fastjet/PseudoJet.hh"
  38 #include "fastjet/ClusterSequenceArea.hh"
  39 #include "fastjet/AreaDefinition.hh"
  40 #include "fastjet/JetDefinition.hh"
  41 // get info on how fastjet was configured
  42 #include "fastjet/config.h"
  43
  44 #ifdef ENABLE_PLUGIN_SISCONE
  45 #include "fastjet/SISConePlugin.hh"
  46 #endif
  47
  48 #include<sstream>  // needed for internal io
  49 #include<vector>
  50 #include <cmath>
  51
  52 using namespace std;
  53 #include "AliJetBkg.h"
  54
  55 ClassImp(AliJetBkg)
  56
  57 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  58
  59 AliJetBkg::AliJetBkg():
  60   TObject(),
  61   fReader(0),
  62   fHeader(0),
  63   fInputFJ(0)
  64 {
  65   // Default constructor
  66
  67 }
  68 //______________________________________________________________________
  69 AliJetBkg::AliJetBkg(const AliJetBkg& input):
  70   TObject(input),
  71     fReader(input.fReader),
  72     fHeader(input.fHeader),
  73     fInputFJ(input.fInputFJ)
  74 {
  75   // copy constructor
  76
  77 }
  78 //______________________________________________________________________
  79 AliJetBkg& AliJetBkg::operator=(const AliJetBkg& source){
  80     // Assignment operator.
  81     this->~AliJetBkg();
  82     new(this) AliJetBkg(source);
  83     return *this;
  84
  85 }
  86 //___________________________________________________________________
  87 Float_t AliJetBkg::BkgFastJet(){
  88
  89   AliFastJetHeaderV1 *header = (AliFastJetHeaderV1*)fHeader;
  90   Bool_t debug  = header->GetDebug();     // debug option
  91
  92   if(debug)cout<<"===============  AliJetBkg::BkgFastJet()  =========== "<<endl;
  93   vector<fastjet::PseudoJet> inputParticles=fInputFJ->GetInputParticles();
  94
  95   if(debug)cout<<"printing inputParticles for BKG "<<inputParticles.size()<<endl;
  96
  97   for(UInt_t i=0;i<inputParticles.size();i++){
  98     //  cout<<"                "<<inputParticles[i].px()<<" "<<inputParticles[i].py()<<" "<<inputParticles[i].pz()<<endl;
  99
 100   }
 101
 102   double rParamBkg = header->GetRparamBkg(); //Radius for background calculation
 103   Double_t rho=CalcRho(inputParticles,rParamBkg,"All");
 104   if(debug)cout<<"-------- rho (from all part)="<<rho<<endl;
 105   return rho;
 106
 107 }
 108 //___________________________________________________________________
 109 Float_t  AliJetBkg::BkgChargedFastJet(){
 110
 111   AliFastJetHeaderV1 *header = (AliFastJetHeaderV1*)fHeader;
 112   Bool_t debug  = header->GetDebug();     // debug option
 113
 114   if(debug)cout<<"===============  AliJetBkg::BkgChargedFastJet()  =========== "<<endl;
 115
 116   vector<fastjet::PseudoJet> inputParticlesCharged=fInputFJ->GetInputParticlesCh();
 117
 118   if(debug)cout<<"printing CHARGED inputParticles for BKG "<<inputParticlesCharged.size()<<endl;
 119
 120   for(UInt_t i=0;i<inputParticlesCharged.size();i++){
 121     // cout<<"                "<<inputParticlesCharged[i].px()<<" "<<inputParticlesCharged[i].py()<<" "<<inputParticlesCharged[i].pz()<<endl;
 122
 123   }
 124
 125   double rParam = header->GetRparam();
 126
 127   Double_t rho=CalcRho(inputParticlesCharged,rParam,"Charg");
 128
 129   cout<<"-------- rho (from CHARGED part)="<<rho<<endl;
 130   return rho;
 131 }
 132
 133
 134
 135 Float_t AliJetBkg::BkgStat()
 136 {
 137   //background subtraction using statistical method
 138
 139   AliFastJetHeaderV1 *header = (AliFastJetHeaderV1*)fHeader;
 140   Bool_t debug  = header->GetDebug();     // debug option
 141
 142   if(debug)cout<<"==============AliJetBkg::BkgStat()============="<<endl;
 143   //TO BE IMPLEMENTED
 144   // Int_t nTracks= fReader->GetESD()->GetNumberOfTracks();
 145   Int_t nTracks= 0;
 146   TF1 fun("fun",BkgFunction,0,800,1);
 147   Double_t enTot=fun.Eval(nTracks);
 148   Double_t accEMCal=2*0.7*110./180*TMath::Pi();//2.68 area of EMCal
 149   return enTot/accEMCal;
 150
 151 }
 152
 153 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 154 Float_t AliJetBkg::BkgFastJetCone(TClonesArray* fAODJets)
 155 {
 156
 157   // Cone background subtraction method applied on the fastjet: REmove the particles of the
 158   // two largest jets with the given R from the estimation of new rho.
 159
 160   AliFastJetHeaderV1 *header = (AliFastJetHeaderV1*)fHeader;
 161   Bool_t debug  = header->GetDebug();     // debug option
 162
 163   if(debug)cout<<"==============AliJetBkg::SubtractFastJetBackgCone()============="<<endl;
 164
 165   Float_t rc= header->GetRparam();
 166
 167   //Hard wired Calorimeter area (get it later from the AliJetReaderHeader.h)
 168   Double_t accEMCal=2*0.7*110./180*TMath::Pi();//2.68 area of EMCal
 169
 170   Int_t nJ=fAODJets->GetEntries(); //this must be the # of jets...
 171   if(debug)cout<<"nJets:  "<<nJ<<endl;
 172
 173
 174   //begin unit array
 175   TClonesArray* fUnit = fReader->GetUnitArray();
 176   if(fUnit == 0) { cout << "Could not get the momentum array" << endl; return -99; }
 177
 178   Int_t nIn = fUnit->GetEntries();
 179   if(nIn == 0) { cout << "entries = 0 ; Event empty !!!" << endl ; return -99; }
 180
 181   // Information extracted from fUnitArray
 182   // load input vectors and calculate total energy in array
 183   Float_t pt,eta,phi;
 184   Float_t jeteta = 0,jetphi = 0,jeteta1 = 0, jetphi1 = 0;
 185   Float_t rhoback=0.0;
 186
 187   Float_t ptallback=0.0; //particles without the jet
 188   Float_t restarea=accEMCal; //initial area set
 189   Bool_t acc=0;
 190   Bool_t acc1=0;
 191   Float_t rCone=0.4;
 192
 193   if(nJ==1) {
 194     AliAODJet *jettmp = dynamic_cast<AliAODJet*>(fAODJets->At(0));
 195     jeteta=jettmp->Eta();
 196     jetphi=jettmp->Phi();
 197     acc=EmcalAcceptance(jeteta,jetphi,rCone);
 198     if(acc==1)restarea= accEMCal-TMath::Pi()*rc*rc;
 199     if(debug)cout<<" acc  "<<acc<<endl;
 200   }
 201
 202
 203   if(nJ>=2) {
 204     AliAODJet *jettmp = dynamic_cast<AliAODJet*>(fAODJets->At(0));
 205     AliAODJet *jettmp1 = dynamic_cast<AliAODJet*>(fAODJets->At(1));
 206     jeteta=jettmp->Eta();
 207     jetphi=jettmp->Phi();
 208     jeteta1=jettmp1->Eta();
 209     jetphi1=jettmp1->Phi();
 210     acc=EmcalAcceptance(jeteta,jetphi,rCone);
 211     acc1=EmcalAcceptance(jeteta1,jetphi1,rCone);
 212     if(acc1==1 && acc==1)restarea= accEMCal-2*TMath::Pi()*rc*rc;
 213     if(acc1==1 && acc==0)restarea= accEMCal-TMath::Pi()*rc*rc;
 214     if(acc1==0 && acc==1)restarea= accEMCal-TMath::Pi()*rc*rc;
 215
 216     if(debug)cout<<" acc1="<<acc<<"  acc2="<<acc1<<"  restarea="<<restarea<<endl;
 217
 218   }
 219
 220   // cout<<" nIn = "<<nIn<<endl;
 221   Float_t sumpt=0;
 222   for(Int_t i=0; i<nIn; i++)
 223     { //Unit Array Loop
 224       AliJetUnitArray *uArray = (AliJetUnitArray*)fUnit->At(i);
 225       if(uArray->GetUnitEnergy()>0.){
 226
 227         pt    = uArray->GetUnitEnergy();
 228         eta   = uArray->GetUnitEta();
 229         phi   = uArray->GetUnitPhi();
 230
 231         //cout<<"test emcal acceptance for particles "<<EmcalAcceptance(eta,phi,0.)<<endl;
 232
 233         Float_t deta=0.0, dphi=0.0, dr=100.0;
 234         Float_t deta1=0.0, dphi1=0.0, dr1=100.0;
 235
 236         //cout<<i<<"  pt="<<pt<<"  eta="<<eta<<"  phi="<<phi<<endl;
 237         if(phi>1.396 && phi<3.316 && eta>-0.7 && eta<0.7){
 238           sumpt+=pt;
 239           //if(i<30)cout<<i<<" pt unit = "<<pt<<endl;
 240
 241           if(nJ==1 && acc==1) {
 242             deta = eta - jeteta;
 243             dphi = phi - jetphi;
 244             if (dphi < -TMath::Pi()) dphi= -dphi - 2.0 * TMath::Pi();
 245             if (dphi > TMath::Pi()) dphi = 2.0 * TMath::Pi() - dphi;
 246             dr = TMath::Sqrt(deta * deta + dphi * dphi);
 247             if(dr<=rc)sumpt-=pt;
 248           }
 249
 250           if(nJ>=2) {
 251             if(acc==1){
 252               deta = eta - jeteta;
 253               dphi = phi - jetphi;
 254               if (dphi < -TMath::Pi()) dphi= -dphi - 2.0 * TMath::Pi();
 255               if (dphi > TMath::Pi()) dphi = 2.0 * TMath::Pi() - dphi;
 256               dr = TMath::Sqrt(deta * deta + dphi * dphi);
 257               if(dr<=rc)sumpt-=pt;
 258             }
 259             if(acc1==1){
 260               deta1 = eta - jeteta1;
 261               dphi1 = phi - jetphi1;
 262               if (dphi1 < -TMath::Pi()) dphi1= -dphi1 - 2.0 * TMath::Pi();
 263               if (dphi1 > TMath::Pi()) dphi1 = 2.0 * TMath::Pi() - dphi1;
 264               dr1 = TMath::Sqrt(deta1 * deta1 + dphi1 * dphi1);
 265               if(dr1<=rc)sumpt-=pt;
 266             }
 267
 268           }
 269
 270           if(dr >= rc && dr1 >=rc) {
 271             // particles outside both cones
 272
 273             //cout<<" out of the cone  "<<dr<<"    "<<deta<<"  deltaeta  "<<dphi<<"  dphi "<<i<<"  particle  "<<endl;
 274             //cout<<" out of the cone  "<<dr1<<"    "<<deta1<<"  deltaeta1  "<<dphi1<<"  dphi1 "<<i<<"  particle  "<<endl;
 275             ptallback+=pt;
 276           }
 277         }
 278         //cout<<"  ipart  "<<ipart<<"  rhointegral  "<<rhoback <<endl;
 279       }
 280     } // End loop on UnitArray
 281
 282   if(debug)cout<<"total area left "<<restarea<<endl;
 283   if(debug)cout<<"sumpt="<<sumpt<<endl;
 284   // if(acc==1 || acc1==1) rhoback= ptallback/restarea;
 285   //else rhoback=ptallback;
 286
 287   rhoback= ptallback/restarea;
 288   if(debug)cout<<"rhoback    "<<rhoback<<"     "<<nJ<<"   "<<endl;
 289
 290   return rhoback;
 291
 292 }
 293
 294
 295 Double_t AliJetBkg::CalcRho(vector<fastjet::PseudoJet> inputParticles,Double_t rParamBkg,TString method){
 296   //calculate rho using the fastjet method
 297
 298   AliFastJetHeaderV1 *header = (AliFastJetHeaderV1*)fHeader;
 299   Bool_t debug  = header->GetDebug();     // debug option
 300
 301   fastjet::Strategy strategy = header->GetStrategy();
 302   fastjet::RecombinationScheme recombScheme = header->GetRecombScheme();
 303   fastjet::JetAlgorithm algorithm = header->GetAlgorithm();
 304   fastjet::JetDefinition jetDef(algorithm, rParamBkg, recombScheme, strategy);
 305
 306   // create an object that specifies how we to define the area
 307   fastjet::AreaDefinition areaDef;
 308   double ghostEtamax = header->GetGhostEtaMax();
 309   double ghostArea   = header->GetGhostArea();
 310   int    activeAreaRepeats = header->GetActiveAreaRepeats();
 311
 312   // now create the object that holds info about ghosts
 313
 314   if (method.Contains("Charg"))ghostEtamax=0.9;
 315
 316   fastjet::GhostedAreaSpec ghost_spec(ghostEtamax, activeAreaRepeats, ghostArea);
 317   // and from that get an area definition
 318   fastjet::AreaType areaType = header->GetAreaType();
 319   areaDef = fastjet::AreaDefinition(areaType,ghost_spec);
 320   if(debug)cout<<"rParamBkg="<<rParamBkg<<"  ghostEtamax="<<ghostEtamax<<"  ghostArea="<<ghostArea<<" areadef="<<TString(areaDef.description())<<endl;
 321   //fastjet::ClusterSequenceArea clust_seq(inputParticles, jetDef);
 322   fastjet::ClusterSequenceArea clust_seq(inputParticles, jetDef,areaDef);
 323   TString comment = "Running FastJet algorithm for BKG calculation with the following setup. ";
 324   comment+= "Jet definition: ";
 325   comment+= TString(jetDef.description());
 326   //  comment+= ". Area definition: ";
 327   //comment+= TString(areaDef.description());
 328   comment+= ". Strategy adopted by FastJet: ";
 329   comment+= TString(clust_seq.strategy_string());
 330   header->SetComment(comment);
 331   if(debug){
 332     cout << "--------------------------------------------------------" << endl;
 333     cout << comment << endl;
 334     cout << "--------------------------------------------------------" << endl;
 335   }
 336
 337   double ptmin = header->GetPtMin();
 338   vector<fastjet::PseudoJet> inclusiveJets = clust_seq.inclusive_jets(ptmin);
 339   vector<fastjet::PseudoJet> jets = sorted_by_pt(inclusiveJets);
 340
 341   if (debug) {
 342       cout<<"# of BKG jets = "<<jets.size()<<endl;
 343       for (size_t j = 0; j < jets.size(); j++) { // loop for jets
 344           printf("BKG Jet found %5d %9.5f %8.5f %10.3f %4.4f \n",(Int_t)j,jets[j].rap(),jets[j].phi(),jets[j].perp(),clust_seq.area(jets[j]));
 345       }
 346   }
 347
 348   double phiMin = 0, phiMax = 0, rapMin = 0, rapMax = 0;
 349
 350   if (method.Contains("All")){
 351     phiMin = 80.*TMath::Pi()/180+rParamBkg;
 352     phiMax = 190.*TMath::Pi()/180-rParamBkg;
 353   }
 354   if (method.Contains("Charg")){
 355     phiMin = 0;
 356     phiMax = 2*TMath::Pi();
 357   }
 358   rapMax = ghostEtamax - rParamBkg;
 359   rapMin = - ghostEtamax + rParamBkg;
 360
 361
 362   fastjet::RangeDefinition range(rapMin, rapMax, phiMin, phiMax);
 363
 364
 365   Double_t rho=clust_seq.median_pt_per_unit_area(range);
 366   //    double median, sigma, meanArea;
 367   //clust_seq.get_median_rho_and_sigma(inclusiveJets, range, false, median, sigma, meanArea, true);
 368   //fastjet::ActiveAreaSpec area_spec(ghostEtamax,activeAreaRepeats,ghostArea);
 369
 370   // fastjet::ClusterSequenceActiveArea clust_seq_bkg(inputParticles, jetDef,area_spec);
 371
 372
 373   if(debug)cout<<"bkg in R="<<rParamBkg<<"  : "<<rho<<" range: Rap="<<rapMin<<","<<rapMax<<" --  phi="<<phiMin<<","<<phiMax<<endl;
 374   return rho;
 375 }
 376
 377 Float_t  AliJetBkg::EtaToTheta(Float_t arg)
 378 {
 379   //  return (180./TMath::Pi())*2.*atan(exp(-arg));
 380   return 2.*atan(exp(-arg));
 381 }
 382
 383
 384 Double_t  AliJetBkg::BkgFunction(Double_t */*x*/,Double_t */*par*/){
 385   //to be implemented--- (pT + Energy in EMCal Acceptance vs Multiplicity)
 386   return 1;
 387 }
 388
 389
 390 Bool_t AliJetBkg::EmcalAcceptance(const Float_t eta, const Float_t phi, const Float_t radius){
 391
 392   Float_t meanPhi=190./180.*TMath::Pi()-110./180.*TMath::Pi()/2;
 393   Float_t deltaphi=110./180.*TMath::Pi();
 394   Float_t phicut=deltaphi/2.-radius;
 395   Float_t etacut=0.7-radius;
 396   //cout<<"  eta    "<<eta<<"  phi    "<<phi<<endl;
 397   //cout<<etacut<<"    "<<phicut<<"    "<<meanPhi<<"    "<<endl;
 398   if(TMath::Abs(eta)<etacut && TMath::Abs(phi-meanPhi)<phicut) return 1;
 399   else return 0;
 400 }