Extending to beam test analysis
[u/mrichter/AliRoot.git] / PHOS / AliPHOSClusterizerv1.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, 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
16 /* $Id$ */
17
18 /* $Log:
19    1 October 2000. Yuri Kharlov:
20      AreNeighbours()
21      PPSD upper layer is considered if number of layers>1
22
23    18 October 2000. Yuri Kharlov:
24      AliPHOSClusterizerv1()
25      CPV clusterizing parameters added
26
27      MakeClusters()
28      After first PPSD digit remove EMC digits only once
29 */
30 //*-- Author: Yves Schutz (SUBATECH)  & Dmitri Peressounko (SUBATECH & Kurchatov Institute)
31 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
32 //  Clusterization class. Performs clusterization (collects neighbouring active cells) and 
33 //  unfolds the clusters having several local maxima.  
34 //  Results are stored in TreeR#, branches PHOSEmcRP (EMC recPoints),
35 //  PHOSCpvRP (CPV RecPoints) and AliPHOSClusterizer (Clusterizer with all 
36 //  parameters including input digits branch title, thresholds etc.)
37 //  This TTask is normally called from Reconstructioner, but can as well be used in 
38 //  standalone mode.
39 // Use Case:
40 //  root [0] AliPHOSClusterizerv1 * cl = new AliPHOSClusterizerv1("galice.root", "recpointsname", "digitsname")  
41 //  Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
42 //               // reads gAlice from header file "galice.root", uses digits stored in the branch names "digitsname" (default = "Default")
43 //               // and saves recpoints in branch named "recpointsname" (default = "digitsname")                       
44 //  root [1] cl->ExecuteTask()  
45 //               //finds RecPoints in all events stored in galice.root
46 //  root [2] cl->SetDigitsBranch("digits2") 
47 //               //sets another title for Digitis (input) branch
48 //  root [3] cl->SetRecPointsBranch("recp2")  
49 //               //sets another title four output branches
50 //  root [4] cl->SetEmcLocalMaxCut(0.03)  
51 //               //set clusterization parameters
52 //  root [5] cl->ExecuteTask("deb all time")  
53 //               //once more finds RecPoints options are 
54 //               // deb - print number of found rec points
55 //               // deb all - print number of found RecPoints and some their characteristics 
56 //               // time - print benchmarking results
57
58 // --- ROOT system ---
59
60 #include "TROOT.h" 
61 #include "TFile.h" 
62 #include "TFolder.h" 
63 #include "TMath.h" 
64 #include "TMinuit.h"
65 #include "TTree.h" 
66 #include "TSystem.h" 
67 #include "TBenchmark.h"
68
69 // --- Standard library ---
70
71 #include <iostream.h>
72 #include <iomanip.h>
73
74 // --- AliRoot header files ---
75 #include "AliPHOSCalibrationDB.h"
76 #include "AliPHOSClusterizerv1.h"
77 #include "AliPHOSCpvRecPoint.h"
78 #include "AliPHOSDigit.h"
79 #include "AliPHOSDigitizer.h"
80 #include "AliPHOSEmcRecPoint.h"
81 #include "AliPHOS.h"
82 #include "AliPHOSGetter.h"
83 #include "AliRun.h"
84
85 ClassImp(AliPHOSClusterizerv1)
86   
87 //____________________________________________________________________________
88   AliPHOSClusterizerv1::AliPHOSClusterizerv1() : AliPHOSClusterizer()
89 {
90   // default ctor (to be used mainly by Streamer)
91   
92   InitParameters() ; 
93   fDefaultInit = kTRUE ; 
94 }
95
96 //____________________________________________________________________________
97 AliPHOSClusterizerv1::AliPHOSClusterizerv1(const char* headerFile,const char* name, const Bool_t toSplit)
98 :AliPHOSClusterizer(headerFile, name, toSplit)
99 {
100   // ctor with the indication of the file where header Tree and digits Tree are stored
101   
102   InitParameters() ;
103   Init() ;
104   fDefaultInit = kFALSE ; 
105
106 }
107
108 //____________________________________________________________________________
109   AliPHOSClusterizerv1::~AliPHOSClusterizerv1()
110 {
111   // dtor
112   fSplitFile = 0 ; 
113
114 }
115
116 //____________________________________________________________________________
117 const TString AliPHOSClusterizerv1::BranchName() const 
118 {  
119   TString branchName(GetName() ) ;
120   branchName.Remove(branchName.Index(Version())-1) ;
121   return branchName ;
122 }
123  
124 //____________________________________________________________________________
125 Float_t  AliPHOSClusterizerv1::Calibrate(Int_t amp, Int_t absId) const
126 { //To be replased later by the method, reading individual parameters from the database
127   if(fCalibrationDB)
128     return fCalibrationDB->Calibrate(amp,absId) ;
129   else{ //simulation
130     if(absId <= fEmcCrystals) //calibrate as EMC 
131       return fADCpedestalEmc + amp*fADCchanelEmc ;        
132     else //calibrate as CPV
133       return fADCpedestalCpv+ amp*fADCchanelCpv ;       
134   }
135 }
136
137 //____________________________________________________________________________
138 void AliPHOSClusterizerv1::Exec(Option_t * option)
139 {
140   // Steering method
141
142   if( strcmp(GetName(), "")== 0 ) 
143     Init() ;
144
145   if(strstr(option,"tim"))
146     gBenchmark->Start("PHOSClusterizer"); 
147   
148   if(strstr(option,"print"))
149     Print("") ; 
150
151   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ;
152   if(gime->BranchExists("RecPoints"))
153     return ;
154   Int_t nevents = gime->MaxEvent() ;
155   Int_t ievent ;
156   
157   for(ievent = 0; ievent < nevents; ievent++){
158     
159     gime->Event(ievent,"D") ;
160     
161     if(ievent == 0)
162       GetCalibrationParameters() ;
163     
164     fNumberOfEmcClusters  = fNumberOfCpvClusters  = 0 ;
165             
166     MakeClusters() ;
167     
168     if(fToUnfold)             
169       MakeUnfolding() ;
170
171     WriteRecPoints(ievent) ;
172
173     if(strstr(option,"deb"))  
174       PrintRecPoints(option) ;
175
176     //increment the total number of digits per run 
177     fRecPointsInRun += gime->EmcRecPoints()->GetEntriesFast() ;  
178     fRecPointsInRun += gime->CpvRecPoints()->GetEntriesFast() ;  
179  }
180   
181   if(strstr(option,"tim")){
182     gBenchmark->Stop("PHOSClusterizer");
183     cout << "AliPHOSClusterizer:" << endl ;
184     cout << "  took " << gBenchmark->GetCpuTime("PHOSClusterizer") << " seconds for Clusterizing " 
185          <<  gBenchmark->GetCpuTime("PHOSClusterizer")/nevents << " seconds per event " << endl ;
186     cout << endl ;
187   }
188   
189 }
190
191 //____________________________________________________________________________
192 Bool_t AliPHOSClusterizerv1::FindFit(AliPHOSEmcRecPoint * emcRP, AliPHOSDigit ** maxAt, Float_t * maxAtEnergy,
193                                     Int_t nPar, Float_t * fitparameters) const
194
195   // Calls TMinuit to fit the energy distribution of a cluster with several maxima 
196   // The initial values for fitting procedure are set equal to the positions of local maxima.
197   // Cluster will be fitted as a superposition of nPar/3 electromagnetic showers
198
199   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ; 
200   TClonesArray * digits = gime->Digits() ; 
201   
202
203   gMinuit->mncler();                     // Reset Minuit's list of paramters
204   gMinuit->SetPrintLevel(-1) ;           // No Printout
205   gMinuit->SetFCN(AliPHOSClusterizerv1::UnfoldingChiSquare) ;  
206                                          // To set the address of the minimization function 
207
208   TList * toMinuit = new TList();
209   toMinuit->AddAt(emcRP,0) ;
210   toMinuit->AddAt(digits,1) ;
211   
212   gMinuit->SetObjectFit(toMinuit) ;         // To tranfer pointer to UnfoldingChiSquare
213
214   // filling initial values for fit parameters
215   AliPHOSDigit * digit ;
216
217   Int_t ierflg  = 0; 
218   Int_t index   = 0 ;
219   Int_t nDigits = (Int_t) nPar / 3 ;
220
221   Int_t iDigit ;
222
223   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ; 
224
225   for(iDigit = 0; iDigit < nDigits; iDigit++){
226     digit = maxAt[iDigit]; 
227
228     Int_t relid[4] ;
229     Float_t x = 0.;
230     Float_t z = 0.;
231     geom->AbsToRelNumbering(digit->GetId(), relid) ;
232     geom->RelPosInModule(relid, x, z) ;
233
234     Float_t energy = maxAtEnergy[iDigit] ;
235
236     gMinuit->mnparm(index, "x",  x, 0.1, 0, 0, ierflg) ;
237     index++ ;   
238     if(ierflg != 0){ 
239       cout << "PHOS Unfolding>  Unable to set initial value for fit procedure : x = " << x << endl ;
240       return kFALSE;
241     }
242     gMinuit->mnparm(index, "z",  z, 0.1, 0, 0, ierflg) ;
243     index++ ;   
244     if(ierflg != 0){
245       cout << "PHOS Unfolding>  Unable to set initial value for fit procedure : z = " << z << endl ;
246       return kFALSE;
247     }
248     gMinuit->mnparm(index, "Energy",  energy , 0.05*energy, 0., 4.*energy, ierflg) ;
249     index++ ;   
250     if(ierflg != 0){
251       cout << "PHOS Unfolding>  Unable to set initial value for fit procedure : energy = " << energy << endl ;      
252       return kFALSE;
253     }
254   }
255
256   Double_t p0 = 0.1 ; // "Tolerance" Evaluation stops when EDM = 0.0001*p0 ; The number of function call slightly
257                       //  depends on it. 
258   Double_t p1 = 1.0 ;
259   Double_t p2 = 0.0 ;
260
261   gMinuit->mnexcm("SET STR", &p2, 0, ierflg) ;   // force TMinuit to reduce function calls  
262   gMinuit->mnexcm("SET GRA", &p1, 1, ierflg) ;   // force TMinuit to use my gradient  
263   gMinuit->SetMaxIterations(5);
264   gMinuit->mnexcm("SET NOW", &p2 , 0, ierflg) ;  // No Warnings
265
266   gMinuit->mnexcm("MIGRAD", &p0, 0, ierflg) ;    // minimize 
267
268   if(ierflg == 4){  // Minimum not found   
269     cout << "PHOS Unfolding>  Fit not converged, cluster abandoned "<< endl ;      
270     return kFALSE ;
271   }            
272   for(index = 0; index < nPar; index++){
273     Double_t err ;
274     Double_t val ;
275     gMinuit->GetParameter(index, val, err) ;    // Returns value and error of parameter index
276     fitparameters[index] = val ;
277    }
278
279   delete toMinuit ;
280   return kTRUE;
281
282 }
283
284 //____________________________________________________________________________
285 void AliPHOSClusterizerv1::GetCalibrationParameters() 
286 {
287   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ;
288
289   const TTask * task = gime->Digitizer(BranchName()) ;
290   if(strcmp(task->IsA()->GetName(),"AliPHOSDigitizer")==0){
291     const AliPHOSDigitizer * dig = static_cast<const AliPHOSDigitizer *>(task) ;
292
293     fADCchanelEmc   = dig->GetEMCchannel() ;
294     fADCpedestalEmc = dig->GetEMCpedestal();
295     
296     fADCchanelCpv   = dig->GetCPVchannel() ;
297     fADCpedestalCpv = dig->GetCPVpedestal() ; 
298   }
299   else{
300     fCalibrationDB = gime->CalibrationDB();
301   }
302 }
303
304 //____________________________________________________________________________
305 void AliPHOSClusterizerv1::Init()
306 {
307   // Make all memory allocations which can not be done in default constructor.
308   // Attach the Clusterizer task to the list of PHOS tasks
309   
310   if ( strcmp(GetTitle(), "") == 0 )
311     SetTitle("galice.root") ;
312
313   TString branchname = GetName() ;
314   branchname.Remove(branchname.Index(Version())-1) ;
315
316   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance(GetTitle(),branchname.Data(), fToSplit ) ; 
317   if ( gime == 0 ) {
318     cerr << "ERROR: AliPHOSClusterizerv1::Init -> Could not obtain the Getter object !" << endl ; 
319     return ;
320   } 
321
322   fSplitFile = 0 ;
323   if(fToSplit){
324     // construct the name of the file as /path/EMCAL.SDigits.root
325     //First - extract full path if necessary
326     TString fileName(GetTitle()) ;
327     Ssiz_t islash = fileName.Last('/') ;
328     if(islash<fileName.Length())
329       fileName.Remove(islash+1,fileName.Length()) ;
330     else
331       fileName="" ;
332     // Next - append the file name 
333     fileName+="PHOS.RecData." ;
334     if((strcmp(branchname.Data(),"Default")!=0)&&(strcmp(branchname.Data(),"")!=0)){
335       fileName+=branchname ;
336       fileName+="." ;
337     }
338     fileName+="root" ;
339     // Finally - check if the file already opened or open the file
340     fSplitFile = static_cast<TFile*>(gROOT->GetFile(fileName.Data()));   
341     if(!fSplitFile)
342       fSplitFile =  TFile::Open(fileName.Data(),"update") ;
343   }
344
345
346     
347   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
348   fEmcCrystals = geom->GetNModules() *  geom->GetNCristalsInModule() ;
349
350   if(!gMinuit) 
351     gMinuit = new TMinuit(100) ;
352
353   gime->PostClusterizer(this) ;
354   gime->PostRecPoints(branchname) ;
355   
356 }
357
358 //____________________________________________________________________________
359 void AliPHOSClusterizerv1::InitParameters()
360 {
361
362   fNumberOfCpvClusters     = 0 ; 
363   fNumberOfEmcClusters     = 0 ; 
364   
365   fCpvClusteringThreshold  = 0.0;
366   fEmcClusteringThreshold  = 0.2;   
367   
368   fEmcLocMaxCut            = 0.03 ;
369   fCpvLocMaxCut            = 0.03 ;
370   
371   fW0                      = 4.5 ;
372   fW0CPV                   = 4.0 ;
373
374   fEmcTimeGate             = 1.e-8 ; 
375   
376   fToUnfold                = kTRUE ;
377     
378   TString clusterizerName( GetName()) ;
379   if (clusterizerName.IsNull() ) 
380     clusterizerName = "Default" ; 
381   clusterizerName.Append(":") ; 
382   clusterizerName.Append(Version()) ; 
383   SetName(clusterizerName) ;
384   fRecPointsInRun          = 0 ;
385   fCalibrationDB = 0 ;
386
387
388 }
389
390 //____________________________________________________________________________
391 Int_t AliPHOSClusterizerv1::AreNeighbours(AliPHOSDigit * d1, AliPHOSDigit * d2)const
392 {
393   // Gives the neighbourness of two digits = 0 are not neighbour but continue searching 
394   //                                       = 1 are neighbour
395   //                                       = 2 are not neighbour but do not continue searching
396   // neighbours are defined as digits having at least a common vertex 
397   // The order of d1 and d2 is important: first (d1) should be a digit already in a cluster 
398   //                                      which is compared to a digit (d2)  not yet in a cluster  
399
400   const AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGetter::GetInstance()->PHOSGeometry() ;
401
402   Int_t rv = 0 ; 
403
404   Int_t relid1[4] ; 
405   geom->AbsToRelNumbering(d1->GetId(), relid1) ; 
406
407   Int_t relid2[4] ; 
408   geom->AbsToRelNumbering(d2->GetId(), relid2) ; 
409  
410   if ( (relid1[0] == relid2[0]) && (relid1[1]==relid2[1]) ) { // inside the same PHOS module 
411     Int_t rowdiff = TMath::Abs( relid1[2] - relid2[2] ) ;  
412     Int_t coldiff = TMath::Abs( relid1[3] - relid2[3] ) ;  
413     
414     if (( coldiff <= 1 )  && ( rowdiff <= 1 )){
415       if((relid1[1] != 0) || (TMath::Abs(d1->GetTime() - d2->GetTime() ) < fEmcTimeGate))
416       rv = 1 ; 
417     }
418     else {
419       if((relid2[2] > relid1[2]) && (relid2[3] > relid1[3]+1)) 
420         rv = 2; //  Difference in row numbers is too large to look further 
421     }
422
423   } 
424   else {
425     
426     if( (relid1[0] < relid2[0]) || (relid1[1] != relid2[1]) )  
427       rv=2 ;
428
429   }
430
431   return rv ; 
432 }
433
434
435 //____________________________________________________________________________
436 Bool_t AliPHOSClusterizerv1::IsInEmc(AliPHOSDigit * digit) const
437 {
438   // Tells if (true) or not (false) the digit is in a PHOS-EMC module
439  
440   Bool_t rv = kFALSE ; 
441   const AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGetter::GetInstance()->PHOSGeometry() ;
442
443   Int_t nEMC = geom->GetNModules()*geom->GetNPhi()*geom->GetNZ();  
444
445   if(digit->GetId() <= nEMC )   rv = kTRUE; 
446
447   return rv ; 
448 }
449
450 //____________________________________________________________________________
451 Bool_t AliPHOSClusterizerv1::IsInCpv(AliPHOSDigit * digit) const
452 {
453   // Tells if (true) or not (false) the digit is in a PHOS-CPV module
454  
455   Bool_t rv = kFALSE ; 
456   const AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGetter::GetInstance()->PHOSGeometry() ;
457
458   Int_t nEMC = geom->GetNModules()*geom->GetNPhi()*geom->GetNZ();
459
460   if(digit->GetId() > nEMC )   rv = kTRUE;
461
462   return rv ; 
463 }
464
465 //____________________________________________________________________________
466 void AliPHOSClusterizerv1::WriteRecPoints(Int_t event)
467 {
468
469   // Creates new branches with given title
470   // fills and writes into TreeR.
471   
472   
473   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ; 
474   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ; 
475   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ; 
476   TClonesArray * digits = gime->Digits() ; 
477   TTree * treeR ;
478   
479   if(fToSplit){
480     if(!fSplitFile)
481       return ;
482     fSplitFile->cd() ;
483     TString name("TreeR") ;
484     name += event ; 
485     treeR = dynamic_cast<TTree*>(fSplitFile->Get(name)); 
486   }
487   else{
488     treeR = gAlice->TreeR();
489   }
490   
491   if(!treeR){
492     if(fSplitFile)
493       gAlice->MakeTree("R", fSplitFile);
494     else
495       gAlice->MakeTree("R", gROOT->GetFile(GetTitle()));
496     treeR = gAlice->TreeR() ;
497   }
498
499   Int_t index ;
500   //Evaluate position, dispersion and other RecPoint properties...
501   for(index = 0; index < emcRecPoints->GetEntries(); index++)
502     ((AliPHOSEmcRecPoint *)emcRecPoints->At(index))->EvalAll(fW0,digits) ;
503   
504   emcRecPoints->Sort() ;
505   for(index = 0; index < emcRecPoints->GetEntries(); index++)
506     ((AliPHOSEmcRecPoint *)emcRecPoints->At(index))->SetIndexInList(index) ;
507   
508   emcRecPoints->Expand(emcRecPoints->GetEntriesFast()) ; 
509   
510   //Now the same for CPV
511   for(index = 0; index < cpvRecPoints->GetEntries(); index++)
512     ((AliPHOSRecPoint *)cpvRecPoints->At(index))->EvalAll(fW0CPV,digits)  ;
513   
514   cpvRecPoints->Sort() ;
515   
516   for(index = 0; index < cpvRecPoints->GetEntries(); index++)
517     ((AliPHOSRecPoint *)cpvRecPoints->At(index))->SetIndexInList(index) ;
518   
519   cpvRecPoints->Expand(cpvRecPoints->GetEntriesFast()) ;
520   
521   Int_t bufferSize = 32000 ;    
522   Int_t splitlevel = 0 ;
523  
524   //First EMC
525   TBranch * emcBranch = treeR->Branch("PHOSEmcRP","TObjArray",&emcRecPoints,bufferSize,splitlevel);
526   emcBranch->SetTitle(BranchName());
527     
528   //Now CPV branch
529   TBranch * cpvBranch = treeR->Branch("PHOSCpvRP","TObjArray",&cpvRecPoints,bufferSize,splitlevel);
530   cpvBranch->SetTitle(BranchName());
531     
532   //And Finally  clusterizer branch
533   AliPHOSClusterizerv1 * cl = this ;
534   TBranch * clusterizerBranch = treeR->Branch("AliPHOSClusterizer","AliPHOSClusterizerv1",
535                                               &cl,bufferSize,splitlevel);
536   clusterizerBranch->SetTitle(BranchName());
537
538   emcBranch        ->Fill() ;
539   cpvBranch        ->Fill() ;
540   clusterizerBranch->Fill() ;
541
542   treeR->AutoSave() ; 
543   if(gAlice->TreeR()!=treeR)
544     treeR->Delete();
545 }
546
547 //____________________________________________________________________________
548 void AliPHOSClusterizerv1::MakeClusters()
549 {
550   // Steering method to construct the clusters stored in a list of Reconstructed Points
551   // A cluster is defined as a list of neighbour digits
552
553   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ; 
554
555   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints(BranchName()) ; 
556   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints(BranchName()) ; 
557   emcRecPoints->Delete() ;
558   cpvRecPoints->Delete() ;
559   
560   TClonesArray * digits = gime->Digits() ; 
561    if ( !digits ) {
562     cerr << "ERROR:  AliPHOSClusterizerv1::MakeClusters -> Digits with name " 
563          << GetName() << " not found ! " << endl ; 
564     abort() ; 
565   } 
566   TClonesArray * digitsC =  (TClonesArray*)digits->Clone() ;
567   
568  
569   // Clusterization starts  
570
571   TIter nextdigit(digitsC) ; 
572   AliPHOSDigit * digit ; 
573   Bool_t notremoved = kTRUE ;
574
575   while ( (digit = (AliPHOSDigit *)nextdigit()) ) { // scan over the list of digitsC
576     AliPHOSRecPoint * clu = 0 ; 
577
578     TArrayI clusterdigitslist(1500) ;   
579     Int_t index ;
580
581     if (( IsInEmc (digit) && Calibrate(digit->GetAmp(),digit->GetId()) > fEmcClusteringThreshold  ) || 
582         ( IsInCpv (digit) && Calibrate(digit->GetAmp(),digit->GetId()) > fCpvClusteringThreshold  ) ) {
583       Int_t iDigitInCluster = 0 ; 
584       
585       if  ( IsInEmc(digit) ) {   
586         // start a new EMC RecPoint
587         if(fNumberOfEmcClusters >= emcRecPoints->GetSize()) 
588           emcRecPoints->Expand(2*fNumberOfEmcClusters+1) ;
589         
590         emcRecPoints->AddAt(new  AliPHOSEmcRecPoint(""), fNumberOfEmcClusters) ;
591         clu = (AliPHOSEmcRecPoint *) emcRecPoints->At(fNumberOfEmcClusters) ; 
592         fNumberOfEmcClusters++ ; 
593         clu->AddDigit(*digit, Calibrate(digit->GetAmp(),digit->GetId())) ; 
594         clusterdigitslist[iDigitInCluster] = digit->GetIndexInList() ;  
595         iDigitInCluster++ ; 
596         digitsC->Remove(digit) ; 
597
598       } else { 
599         
600         // start a new CPV cluster
601         if(fNumberOfCpvClusters >= cpvRecPoints->GetSize()) 
602           cpvRecPoints->Expand(2*fNumberOfCpvClusters+1);
603
604         cpvRecPoints->AddAt(new AliPHOSCpvRecPoint(""), fNumberOfCpvClusters) ;
605
606         clu =  (AliPHOSCpvRecPoint *) cpvRecPoints->At(fNumberOfCpvClusters)  ;  
607         fNumberOfCpvClusters++ ; 
608         clu->AddDigit(*digit, Calibrate(digit->GetAmp(),digit->GetId()) ) ;     
609         clusterdigitslist[iDigitInCluster] = digit->GetIndexInList()  ; 
610         iDigitInCluster++ ; 
611         digitsC->Remove(digit) ; 
612         nextdigit.Reset() ;
613         
614         // Here we remove remaining EMC digits, which cannot make a cluster
615         
616         if( notremoved ) { 
617           while( ( digit = (AliPHOSDigit *)nextdigit() ) ) {
618             if( IsInEmc(digit) ) 
619               digitsC->Remove(digit) ;
620             else 
621               break ;
622           }
623           notremoved = kFALSE ;
624         }
625         
626       } // else        
627       
628       nextdigit.Reset() ;
629       
630       AliPHOSDigit * digitN ; 
631       index = 0 ;
632       while (index < iDigitInCluster){ // scan over digits already in cluster 
633         digit =  (AliPHOSDigit*)digits->At(clusterdigitslist[index])  ;      
634         index++ ; 
635         while ( (digitN = (AliPHOSDigit *)nextdigit()) ) { // scan over the reduced list of digits 
636           Int_t ineb = AreNeighbours(digit, digitN);       // call (digit,digitN) in THAT oder !!!!!
637           switch (ineb ) {
638           case 0 :   // not a neighbour
639             break ;
640           case 1 :   // are neighbours 
641             clu->AddDigit(*digitN, Calibrate( digitN->GetAmp(), digitN->GetId() ) ) ;
642             clusterdigitslist[iDigitInCluster] = digitN->GetIndexInList() ; 
643             iDigitInCluster++ ; 
644             digitsC->Remove(digitN) ;
645             break ;
646           case 2 :   // too far from each other
647             goto endofloop;   
648           } // switch
649           
650         } // while digitN
651         
652       endofloop: ;
653         nextdigit.Reset() ; 
654         
655       } // loop over cluster     
656
657     } // energy theshold  
658
659     
660   } // while digit
661
662   delete digitsC ;
663
664 }
665
666 //____________________________________________________________________________
667 void AliPHOSClusterizerv1::MakeUnfolding()
668 {
669   // Unfolds clusters using the shape of an ElectroMagnetic shower
670   // Performs unfolding of all EMC/CPV clusters
671
672   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ; 
673   
674
675   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
676   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints(BranchName()) ; 
677   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints(BranchName()) ; 
678   TClonesArray * digits = gime->Digits() ; 
679   
680   // Unfold first EMC clusters 
681   if(fNumberOfEmcClusters > 0){
682
683     Int_t nModulesToUnfold = geom->GetNModules() ; 
684
685     Int_t numberofNotUnfolded = fNumberOfEmcClusters ; 
686     Int_t index ;   
687     for(index = 0 ; index < numberofNotUnfolded ; index++){
688       
689       AliPHOSEmcRecPoint * emcRecPoint = (AliPHOSEmcRecPoint *) emcRecPoints->At(index) ;
690       if(emcRecPoint->GetPHOSMod()> nModulesToUnfold)
691         break ;
692       
693       Int_t nMultipl = emcRecPoint->GetMultiplicity() ; 
694       AliPHOSDigit ** maxAt = new AliPHOSDigit*[nMultipl] ;
695       Float_t * maxAtEnergy = new Float_t[nMultipl] ;
696       Int_t nMax = emcRecPoint->GetNumberOfLocalMax(maxAt, maxAtEnergy,fEmcLocMaxCut,digits) ;
697       
698       if( nMax > 1 ) {     // if cluster is very flat (no pronounced maximum) then nMax = 0       
699         UnfoldCluster(emcRecPoint, nMax, maxAt, maxAtEnergy) ;
700         emcRecPoints->Remove(emcRecPoint); 
701         emcRecPoints->Compress() ;
702         index-- ;
703         fNumberOfEmcClusters -- ;
704         numberofNotUnfolded-- ;
705       }
706       
707       delete[] maxAt ; 
708       delete[] maxAtEnergy ; 
709     }
710   } 
711   // Unfolding of EMC clusters finished
712
713
714   // Unfold now CPV clusters
715   if(fNumberOfCpvClusters > 0){
716     
717     Int_t nModulesToUnfold = geom->GetNModules() ;
718
719     Int_t numberofCpvNotUnfolded = fNumberOfCpvClusters ;     
720     Int_t index ;   
721     for(index = 0 ; index < numberofCpvNotUnfolded ; index++){
722       
723       AliPHOSRecPoint * recPoint = (AliPHOSRecPoint *) cpvRecPoints->At(index) ;
724
725       if(recPoint->GetPHOSMod()> nModulesToUnfold)
726         break ;
727       
728       AliPHOSEmcRecPoint * emcRecPoint = (AliPHOSEmcRecPoint*) recPoint ; 
729       
730       Int_t nMultipl = emcRecPoint->GetMultiplicity() ; 
731       AliPHOSDigit ** maxAt = new AliPHOSDigit*[nMultipl] ;
732       Float_t * maxAtEnergy = new Float_t[nMultipl] ;
733       Int_t nMax = emcRecPoint->GetNumberOfLocalMax(maxAt, maxAtEnergy,fCpvLocMaxCut,digits) ;
734       
735       if( nMax > 1 ) {     // if cluster is very flat (no pronounced maximum) then nMax = 0       
736         UnfoldCluster(emcRecPoint, nMax, maxAt, maxAtEnergy) ;
737         cpvRecPoints->Remove(emcRecPoint); 
738         cpvRecPoints->Compress() ;
739         index-- ;
740         numberofCpvNotUnfolded-- ;
741         fNumberOfCpvClusters-- ;
742       }
743       
744       delete[] maxAt ; 
745       delete[] maxAtEnergy ; 
746     } 
747   }
748   //Unfolding of Cpv clusters finished
749   
750 }
751
752 //____________________________________________________________________________
753 Double_t  AliPHOSClusterizerv1::ShowerShape(Double_t r)
754
755   // Shape of the shower (see PHOS TDR)
756   // If you change this function, change also the gradient evaluation in ChiSquare()
757
758   Double_t r4    = r*r*r*r ;
759   Double_t r295  = TMath::Power(r, 2.95) ;
760   Double_t shape = TMath::Exp( -r4 * (1. / (2.32 + 0.26 * r4) + 0.0316 / (1 + 0.0652 * r295) ) ) ;
761   return shape ;
762 }
763
764 //____________________________________________________________________________
765 void  AliPHOSClusterizerv1::UnfoldCluster(AliPHOSEmcRecPoint * iniEmc, 
766                                                  Int_t nMax, 
767                                                  AliPHOSDigit ** maxAt, 
768                                                  Float_t * maxAtEnergy)
769
770   // Performs the unfolding of a cluster with nMax overlapping showers 
771
772   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ; 
773
774   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
775   const TClonesArray * digits = gime->Digits() ; 
776   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ; 
777   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ; 
778
779   Int_t nPar = 3 * nMax ;
780   Float_t * fitparameters = new Float_t[nPar] ;
781
782   Bool_t rv = FindFit(iniEmc, maxAt, maxAtEnergy, nPar, fitparameters) ;
783   if( !rv ) {
784     // Fit failed, return and remove cluster
785     delete[] fitparameters ; 
786     return ;
787   }
788
789   // create ufolded rec points and fill them with new energy lists
790   // First calculate energy deposited in each sell in accordance with fit (without fluctuations): efit[]
791   // and later correct this number in acordance with actual energy deposition
792
793   Int_t nDigits = iniEmc->GetMultiplicity() ;  
794   Float_t * efit = new Float_t[nDigits] ;
795   Float_t xDigit=0.,zDigit=0.,distance=0. ;
796   Float_t xpar=0.,zpar=0.,epar=0.  ;
797   Int_t relid[4] ;
798   AliPHOSDigit * digit = 0 ;
799   Int_t * emcDigits = iniEmc->GetDigitsList() ;
800
801   Int_t iparam ;
802   Int_t iDigit ;
803   for(iDigit = 0 ; iDigit < nDigits ; iDigit ++){
804     digit = (AliPHOSDigit*) digits->At(emcDigits[iDigit] ) ;   
805     geom->AbsToRelNumbering(digit->GetId(), relid) ;
806     geom->RelPosInModule(relid, xDigit, zDigit) ;
807     efit[iDigit] = 0;
808
809     iparam = 0 ;    
810     while(iparam < nPar ){
811       xpar = fitparameters[iparam] ;
812       zpar = fitparameters[iparam+1] ;
813       epar = fitparameters[iparam+2] ;
814       iparam += 3 ;
815       distance = (xDigit - xpar) * (xDigit - xpar) + (zDigit - zpar) * (zDigit - zpar)  ;
816       distance =  TMath::Sqrt(distance) ;
817       efit[iDigit] += epar * ShowerShape(distance) ;
818     }
819   }
820   
821
822   // Now create new RecPoints and fill energy lists with efit corrected to fluctuations
823   // so that energy deposited in each cell is distributed betwin new clusters proportionally
824   // to its contribution to efit
825
826   Float_t * emcEnergies = iniEmc->GetEnergiesList() ;
827   Float_t ratio ;
828
829   iparam = 0 ;
830   while(iparam < nPar ){
831     xpar = fitparameters[iparam] ;
832     zpar = fitparameters[iparam+1] ;
833     epar = fitparameters[iparam+2] ;
834     iparam += 3 ;    
835     
836     AliPHOSEmcRecPoint * emcRP = 0 ;  
837
838     if(iniEmc->IsEmc()){ //create new entries in fEmcRecPoints...
839       
840       if(fNumberOfEmcClusters >= emcRecPoints->GetSize())
841         emcRecPoints->Expand(2*fNumberOfEmcClusters) ;
842       
843       (*emcRecPoints)[fNumberOfEmcClusters] = new AliPHOSEmcRecPoint("") ;
844       emcRP = (AliPHOSEmcRecPoint *) emcRecPoints->At(fNumberOfEmcClusters);
845       fNumberOfEmcClusters++ ;
846     }
847     else{//create new entries in fCpvRecPoints
848       if(fNumberOfCpvClusters >= cpvRecPoints->GetSize())
849         cpvRecPoints->Expand(2*fNumberOfCpvClusters) ;
850       
851       (*cpvRecPoints)[fNumberOfCpvClusters] = new AliPHOSCpvRecPoint("") ;
852       emcRP = (AliPHOSEmcRecPoint *) cpvRecPoints->At(fNumberOfCpvClusters);
853       fNumberOfCpvClusters++ ;
854     }
855     
856     Float_t eDigit ;
857     for(iDigit = 0 ; iDigit < nDigits ; iDigit ++){
858       digit = (AliPHOSDigit*) digits->At( emcDigits[iDigit] ) ; 
859       geom->AbsToRelNumbering(digit->GetId(), relid) ;
860       geom->RelPosInModule(relid, xDigit, zDigit) ;
861       distance = (xDigit - xpar) * (xDigit - xpar) + (zDigit - zpar) * (zDigit - zpar)  ;
862       distance =  TMath::Sqrt(distance) ;
863       ratio = epar * ShowerShape(distance) / efit[iDigit] ; 
864       eDigit = emcEnergies[iDigit] * ratio ;
865       emcRP->AddDigit( *digit, eDigit ) ;
866     }   
867   }
868  
869   delete[] fitparameters ; 
870   delete[] efit ; 
871   
872 }
873
874 //_____________________________________________________________________________
875 void AliPHOSClusterizerv1::UnfoldingChiSquare(Int_t & nPar, Double_t * Grad, Double_t & fret, Double_t * x, Int_t iflag)
876 {
877   // Calculates the Chi square for the cluster unfolding minimization
878   // Number of parameters, Gradient, Chi squared, parameters, what to do
879
880   TList * toMinuit = (TList*) gMinuit->GetObjectFit() ;
881
882   AliPHOSEmcRecPoint * emcRP = (AliPHOSEmcRecPoint*) toMinuit->At(0)  ;
883   TClonesArray * digits = (TClonesArray*)toMinuit->At(1)  ;
884
885
886   
887   //  AliPHOSEmcRecPoint * emcRP = (AliPHOSEmcRecPoint *) gMinuit->GetObjectFit() ; // EmcRecPoint to fit
888
889   Int_t * emcDigits     = emcRP->GetDigitsList() ;
890
891   Int_t nOdigits = emcRP->GetDigitsMultiplicity() ; 
892
893   Float_t * emcEnergies = emcRP->GetEnergiesList() ;
894
895   const AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGetter::GetInstance()->PHOSGeometry() ; 
896   fret = 0. ;     
897   Int_t iparam ;
898
899   if(iflag == 2)
900     for(iparam = 0 ; iparam < nPar ; iparam++)    
901       Grad[iparam] = 0 ; // Will evaluate gradient
902   
903   Double_t efit ;    
904
905   AliPHOSDigit * digit ;
906   Int_t iDigit ;
907
908   for( iDigit = 0 ; iDigit < nOdigits ; iDigit++) {
909
910     digit = (AliPHOSDigit*) digits->At( emcDigits[iDigit] ) ; 
911
912     Int_t relid[4] ;
913     Float_t xDigit ;
914     Float_t zDigit ;
915
916     geom->AbsToRelNumbering(digit->GetId(), relid) ;
917
918     geom->RelPosInModule(relid, xDigit, zDigit) ;
919
920      if(iflag == 2){  // calculate gradient
921        Int_t iParam = 0 ;
922        efit = 0 ;
923        while(iParam < nPar ){
924          Double_t distance = (xDigit - x[iParam]) * (xDigit - x[iParam]) ;
925          iParam++ ; 
926          distance += (zDigit - x[iParam]) * (zDigit - x[iParam]) ; 
927          distance = TMath::Sqrt( distance ) ; 
928          iParam++ ;      
929          efit += x[iParam] * ShowerShape(distance) ;
930          iParam++ ;
931        }
932        Double_t sum = 2. * (efit - emcEnergies[iDigit]) / emcEnergies[iDigit] ; // Here we assume, that sigma = sqrt(E) 
933        iParam = 0 ;
934        while(iParam < nPar ){
935          Double_t xpar = x[iParam] ;
936          Double_t zpar = x[iParam+1] ;
937          Double_t epar = x[iParam+2] ;
938          Double_t dr = TMath::Sqrt( (xDigit - xpar) * (xDigit - xpar) + (zDigit - zpar) * (zDigit - zpar) );
939          Double_t shape = sum * ShowerShape(dr) ;
940          Double_t r4 = dr*dr*dr*dr ;
941          Double_t r295 = TMath::Power(dr,2.95) ;
942          Double_t deriv =-4. * dr*dr * ( 2.32 / ( (2.32 + 0.26 * r4) * (2.32 + 0.26 * r4) ) +
943                                          0.0316 * (1. + 0.0171 * r295) / ( ( 1. + 0.0652 * r295) * (1. + 0.0652 * r295) ) ) ;
944          
945          Grad[iParam] += epar * shape * deriv * (xpar - xDigit) ;  // Derivative over x    
946          iParam++ ; 
947          Grad[iParam] += epar * shape * deriv * (zpar - zDigit) ;  // Derivative over z         
948          iParam++ ; 
949          Grad[iParam] += shape ;                                  // Derivative over energy             
950          iParam++ ; 
951        }
952      }
953      efit = 0;
954      iparam = 0 ;
955
956      while(iparam < nPar ){
957        Double_t xpar = x[iparam] ;
958        Double_t zpar = x[iparam+1] ;
959        Double_t epar = x[iparam+2] ;
960        iparam += 3 ;
961        Double_t distance = (xDigit - xpar) * (xDigit - xpar) + (zDigit - zpar) * (zDigit - zpar)  ;
962        distance =  TMath::Sqrt(distance) ;
963        efit += epar * ShowerShape(distance) ;
964      }
965
966      fret += (efit-emcEnergies[iDigit])*(efit-emcEnergies[iDigit])/emcEnergies[iDigit] ; 
967      // Here we assume, that sigma = sqrt(E)
968   }
969
970 }
971
972 //____________________________________________________________________________
973 void AliPHOSClusterizerv1::Print(Option_t * option)const
974 {
975   // Print clusterizer parameters
976
977   if( strcmp(GetName(), "") !=0 ){
978     
979     // Print parameters
980  
981     TString taskName(GetName()) ; 
982     taskName.ReplaceAll(Version(), "") ;
983
984     cout << "---------------"<< taskName.Data() << " " << GetTitle()<< "-----------" << endl 
985          << "Clusterizing digits from the file: " << taskName.Data() << endl 
986          << "                           Branch: " << GetName() << endl 
987          << endl 
988          << "                       EMC Clustering threshold = " << fEmcClusteringThreshold << endl
989          << "                       EMC Local Maximum cut    = " << fEmcLocMaxCut << endl
990          << "                       EMC Logarothmic weight   = " << fW0 << endl
991          << endl
992          << "                       CPV Clustering threshold = " << fCpvClusteringThreshold << endl
993          << "                       CPV Local Maximum cut    = " << fCpvLocMaxCut << endl
994        << "                       CPV Logarothmic weight   = " << fW0CPV << endl
995          << endl ;
996     if(fToUnfold)
997       cout << " Unfolding on " << endl ;
998     else
999       cout << " Unfolding off " << endl ;
1000     
1001     cout << "------------------------------------------------------------------" <<endl ;
1002   }
1003   else
1004     cout << " AliPHOSClusterizerv1 not initialized " << endl ;
1005 }
1006 //____________________________________________________________________________
1007 void AliPHOSClusterizerv1::PrintRecPoints(Option_t * option)
1008 {
1009   // Prints list of RecPoints produced at the current pass of AliPHOSClusterizer
1010
1011   TObjArray * emcRecPoints = AliPHOSGetter::GetInstance()->EmcRecPoints(BranchName()) ; 
1012   TObjArray * cpvRecPoints = AliPHOSGetter::GetInstance()->CpvRecPoints(BranchName()) ; 
1013
1014   cout << "AliPHOSClusterizerv1: : event "<<gAlice->GetEvNumber() << endl ;
1015   cout << "       Found "<< emcRecPoints->GetEntriesFast() << " EMC Rec Points and " 
1016            << cpvRecPoints->GetEntriesFast() << " CPV RecPoints" << endl ;
1017
1018   fRecPointsInRun +=  emcRecPoints->GetEntriesFast() ; 
1019   fRecPointsInRun +=  cpvRecPoints->GetEntriesFast() ; 
1020
1021   if(strstr(option,"all")) {
1022     cout << "EMC clusters " << endl ;
1023     cout << " Index  Ene(MeV)   Multi  Module     X      Y      Z    Lambda 1   Lambda 2  # of prim  Primaries list "      <<  endl;      
1024     
1025     Int_t index ;
1026     for (index = 0 ; index < emcRecPoints->GetEntries() ; index++) {
1027       AliPHOSEmcRecPoint * rp = (AliPHOSEmcRecPoint * )emcRecPoints->At(index) ; 
1028       TVector3  locpos;  
1029       rp->GetLocalPosition(locpos);
1030       Float_t lambda[2]; 
1031       rp->GetElipsAxis(lambda);
1032       Int_t * primaries; 
1033       Int_t nprimaries;
1034       primaries = rp->GetPrimaries(nprimaries);
1035
1036       cout << setw(4) << rp->GetIndexInList() << "   " 
1037            << setw(7) << setprecision(3) << rp->GetEnergy() << "           " 
1038            << setw(3) <<         rp->GetMultiplicity() << "  " 
1039            << setw(1) <<              rp->GetPHOSMod() << "  " 
1040            << setw(6) << setprecision(2) << locpos.X() << "  " 
1041            << setw(6) << setprecision(2) << locpos.Y() << "  " 
1042            << setw(6) << setprecision(2) << locpos.Z() << "  "
1043            << setw(4) << setprecision(2) << lambda[0]  << "  "
1044            << setw(4) << setprecision(2) << lambda[1]  << "  "
1045            << setw(2) << nprimaries << "  " ;
1046      
1047       for (Int_t iprimary=0; iprimary<nprimaries; iprimary++)
1048         cout << setw(4) <<   primaries[iprimary] << "  "  ;
1049       cout << endl ;     
1050     }
1051
1052     //Now plot CPV recPoints
1053     cout << "EMC clusters " << endl ;
1054     cout << "  Index    " 
1055          << "  Multi    "
1056          << "  Module   "  
1057          << "    X      "
1058          << "    Y      "
1059          << "    Z      "
1060          << " # of prim "
1061          << " Primaries list "      <<  endl;      
1062     
1063     for (index = 0 ; index < cpvRecPoints->GetEntries() ; index++) {
1064       AliPHOSRecPoint * rp = (AliPHOSRecPoint * )cpvRecPoints->At(index) ; 
1065       cout << setw(6) << rp->GetIndexInList() << "     ";
1066       cout << setw(6) << rp->GetPHOSMod()     << "        CPV     ";
1067       
1068       TVector3  locpos;  
1069       rp->GetLocalPosition(locpos);
1070       cout << setw(6) <<  locpos.X()          << "     ";
1071       cout << setw(6) <<  locpos.Y()          << "     ";
1072       cout << setw(6) <<  locpos.Z()          << "     ";
1073       
1074       Int_t * primaries; 
1075       Int_t nprimaries ; 
1076       primaries = rp->GetPrimaries(nprimaries);
1077       cout << setw(6) <<    nprimaries         << "     ";
1078
1079       for (Int_t iprimary=0; iprimary<nprimaries; iprimary++)
1080         cout << setw(4)  <<  primaries[iprimary] << " ";
1081       cout << endl;      
1082     }
1083
1084
1085     cout << "-----------------------------------------------------------------------"<<endl ;
1086   }
1087 }
1088