Introduced a new time information (fastest track making the digit) to be used to...
[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 //*-- Author: Yves Schutz (SUBATECH)  & Dmitri Peressounko (SUBATECH & Kurchatov Institute)
19 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
20 //  Clusterization class. Performs clusterization (collects neighbouring active cells) and 
21 //  unfolds the clusters having several local maxima.  
22 //  Results are stored in TreeR#, branches PHOSEmcRP (EMC recPoints),
23 //  PHOSCpvRP (CPV RecPoints) and AliPHOSClusterizer (Clusterizer with all 
24 //  parameters including input digits branch title, thresholds etc.)
25 //  This TTask is normally called from Reconstructioner, but can as well be used in 
26 //  standalone mode.
27 // Use Case:
28 //  root [0] AliPHOSClusterizerv1 * cl = new AliPHOSClusterizerv1("galice.root", "recpointsname", "digitsname")  
29 //  Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
30 //               // reads gAlice from header file "galice.root", uses digits stored in the branch names "digitsname" (default = "Default")
31 //               // and saves recpoints in branch named "recpointsname" (default = "digitsname")                       
32 //  root [1] cl->ExecuteTask()  
33 //               //finds RecPoints in all events stored in galice.root
34 //  root [2] cl->SetDigitsBranch("digits2") 
35 //               //sets another title for Digitis (input) branch
36 //  root [3] cl->SetRecPointsBranch("recp2")  
37 //               //sets another title four output branches
38 //  root [4] cl->SetEmcLocalMaxCut(0.03)  
39 //               //set clusterization parameters
40 //  root [5] cl->ExecuteTask("deb all time")  
41 //               //once more finds RecPoints options are 
42 //               // deb - print number of found rec points
43 //               // deb all - print number of found RecPoints and some their characteristics 
44 //               // time - print benchmarking results
45
46 // --- ROOT system ---
47
48 #include "TMath.h" 
49 #include "TMinuit.h"
50 #include "TTree.h" 
51 #include "TBenchmark.h"
52
53 // --- Standard library ---
54
55 // --- AliRoot header files ---
56 #include "AliPHOSGetter.h"
57 #include "AliPHOSGeometry.h" 
58 #include "AliPHOSClusterizerv1.h"
59 #include "AliPHOSEmcRecPoint.h"
60 #include "AliPHOSCpvRecPoint.h"
61 #include "AliPHOSDigit.h"
62 #include "AliPHOSDigitizer.h"
63
64 ClassImp(AliPHOSClusterizerv1)
65   
66 //____________________________________________________________________________
67   AliPHOSClusterizerv1::AliPHOSClusterizerv1() : AliPHOSClusterizer()
68 {
69   // default ctor (to be used mainly by Streamer)
70   
71   InitParameters() ; 
72   fDefaultInit = kTRUE ; 
73 }
74
75 //____________________________________________________________________________
76 AliPHOSClusterizerv1::AliPHOSClusterizerv1(const TString alirunFileName, const TString eventFolderName)
77 :AliPHOSClusterizer(alirunFileName, eventFolderName)
78 {
79   // ctor with the indication of the file where header Tree and digits Tree are stored
80   
81   InitParameters() ;
82   Init() ;
83   fDefaultInit = kFALSE ; 
84 }
85
86 //____________________________________________________________________________
87   AliPHOSClusterizerv1::~AliPHOSClusterizerv1()
88 {
89   // dtor
90
91  //  delete fPedestals ;
92 //   delete fGains ;
93 }
94
95
96 //____________________________________________________________________________
97 const TString AliPHOSClusterizerv1::BranchName() const 
98 {  
99   return GetName();
100 }
101  
102 //____________________________________________________________________________
103 Float_t  AliPHOSClusterizerv1::Calibrate(Int_t amp, Int_t absId) const
104 {  
105   //To be replaced later by the method, reading individual parameters from the database
106   //   if(fCalibrationDB)
107   //     return fCalibrationDB->Calibrate(amp,absId) ;
108   //   else{ //simulation
109   if(absId <= fEmcCrystals) //calibrate as EMC 
110     return fADCpedestalEmc + amp*fADCchanelEmc ;        
111   else //calibrate as CPV
112     return fADCpedestalCpv+ amp*fADCchanelCpv ;       
113   //  }
114 }
115
116 //____________________________________________________________________________
117 void AliPHOSClusterizerv1::Exec(Option_t *option)
118 {
119   // Steering method to perform clusterization for events
120   // in the range from fFirstEvent to fLastEvent.
121   // This range is optionally set by SetEventRange().
122   // if fLastEvent=-1 (by default), then process events until the end.
123
124   if(strstr(option,"tim"))
125     gBenchmark->Start("PHOSClusterizer"); 
126   
127   if(strstr(option,"print")) {
128     Print() ; 
129     return ;
130   }
131
132   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance(GetTitle()) ; 
133   
134   if (fLastEvent == -1) 
135     fLastEvent = gime->MaxEvent() - 1 ;
136   else 
137     fLastEvent = TMath::Min(fFirstEvent, gime->MaxEvent()); // one event at the time 
138   Int_t nEvents   = fLastEvent - fFirstEvent + 1;
139   
140   Int_t ievent ;
141   for (ievent = fFirstEvent; ievent <= fLastEvent; ievent++) {
142     gime->Event(ievent, "D");
143     
144     GetCalibrationParameters() ;
145
146     fNumberOfEmcClusters  = fNumberOfCpvClusters  = 0 ;
147     
148     MakeClusters() ;
149
150     if(fToUnfold)             
151       MakeUnfolding() ;
152
153     WriteRecPoints();
154
155     if(strstr(option,"deb"))  
156       PrintRecPoints(option) ;
157
158     //increment the total number of recpoints per run 
159     fRecPointsInRun += gime->EmcRecPoints()->GetEntriesFast() ;  
160     fRecPointsInRun += gime->CpvRecPoints()->GetEntriesFast() ;  
161     }
162   
163   Unload();
164   
165   if(strstr(option,"tim")){
166     gBenchmark->Stop("PHOSClusterizer");
167     Info("Exec", "  took %f seconds for Clusterizing %f seconds per event \n",
168          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSClusterizer"), 
169          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSClusterizer")/nEvents ) ; 
170   } 
171 }
172
173 //____________________________________________________________________________
174 Bool_t AliPHOSClusterizerv1::FindFit(AliPHOSEmcRecPoint * emcRP, AliPHOSDigit ** maxAt, Float_t * maxAtEnergy,
175                                     Int_t nPar, Float_t * fitparameters) const
176
177   // Calls TMinuit to fit the energy distribution of a cluster with several maxima 
178   // The initial values for fitting procedure are set equal to the positions of local maxima.
179   // Cluster will be fitted as a superposition of nPar/3 electromagnetic showers
180
181   
182   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance();
183   TClonesArray * digits = gime->Digits(); 
184   
185
186   gMinuit->mncler();                     // Reset Minuit's list of paramters
187   gMinuit->SetPrintLevel(-1) ;           // No Printout
188   gMinuit->SetFCN(AliPHOSClusterizerv1::UnfoldingChiSquare) ;  
189                                          // To set the address of the minimization function 
190
191   TList * toMinuit = new TList();
192   toMinuit->AddAt(emcRP,0) ;
193   toMinuit->AddAt(digits,1) ;
194   
195   gMinuit->SetObjectFit(toMinuit) ;         // To tranfer pointer to UnfoldingChiSquare
196
197   // filling initial values for fit parameters
198   AliPHOSDigit * digit ;
199
200   Int_t ierflg  = 0; 
201   Int_t index   = 0 ;
202   Int_t nDigits = (Int_t) nPar / 3 ;
203
204   Int_t iDigit ;
205
206   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ; 
207
208   for(iDigit = 0; iDigit < nDigits; iDigit++){
209     digit = maxAt[iDigit]; 
210
211     Int_t relid[4] ;
212     Float_t x = 0.;
213     Float_t z = 0.;
214     geom->AbsToRelNumbering(digit->GetId(), relid) ;
215     geom->RelPosInModule(relid, x, z) ;
216
217     Float_t energy = maxAtEnergy[iDigit] ;
218
219     gMinuit->mnparm(index, "x",  x, 0.1, 0, 0, ierflg) ;
220     index++ ;   
221     if(ierflg != 0){ 
222       Warning("FindFit", "PHOS Unfolding unable to set initial value for fit procedure : x = %f\n", x ) ;
223       return kFALSE;
224     }
225     gMinuit->mnparm(index, "z",  z, 0.1, 0, 0, ierflg) ;
226     index++ ;   
227     if(ierflg != 0){
228        Warning("FindFit", "PHOS Unfolding unable to set initial value for fit procedure : z =%f\n", z ) ;
229       return kFALSE;
230     }
231     gMinuit->mnparm(index, "Energy",  energy , 0.05*energy, 0., 4.*energy, ierflg) ;
232     index++ ;   
233     if(ierflg != 0){
234       Warning("FindFit", "PHOS Unfolding unable to set initial value for fit procedure : energy = %f\n", energy ) ;      
235       return kFALSE;
236     }
237   }
238
239   Double_t p0 = 0.1 ; // "Tolerance" Evaluation stops when EDM = 0.0001*p0 ; The number of function call slightly
240                       //  depends on it. 
241   Double_t p1 = 1.0 ;
242   Double_t p2 = 0.0 ;
243
244   gMinuit->mnexcm("SET STR", &p2, 0, ierflg) ;   // force TMinuit to reduce function calls  
245   gMinuit->mnexcm("SET GRA", &p1, 1, ierflg) ;   // force TMinuit to use my gradient  
246   gMinuit->SetMaxIterations(5);
247   gMinuit->mnexcm("SET NOW", &p2 , 0, ierflg) ;  // No Warnings
248
249   gMinuit->mnexcm("MIGRAD", &p0, 0, ierflg) ;    // minimize 
250
251   if(ierflg == 4){  // Minimum not found   
252     Warning("FindFit", "PHOS Unfolding fit not converged, cluster abandoned\n" );      
253     return kFALSE ;
254   }            
255   for(index = 0; index < nPar; index++){
256     Double_t err ;
257     Double_t val ;
258     gMinuit->GetParameter(index, val, err) ;    // Returns value and error of parameter index
259     fitparameters[index] = val ;
260    }
261
262   delete toMinuit ;
263   return kTRUE;
264
265 }
266
267 //____________________________________________________________________________
268 void AliPHOSClusterizerv1::GetCalibrationParameters() 
269 {
270
271   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance();
272
273   if ( !gime->Digitizer() ) 
274     gime->LoadDigitizer();
275   AliPHOSDigitizer * dig = gime->Digitizer(); 
276   fADCchanelEmc   = dig->GetEMCchannel() ;
277   fADCpedestalEmc = dig->GetEMCpedestal();
278   
279   fADCchanelCpv   = dig->GetCPVchannel() ;
280   fADCpedestalCpv = dig->GetCPVpedestal() ; 
281
282   //   fCalibrationDB = gime->CalibrationDB();
283 }
284
285 //____________________________________________________________________________
286 void AliPHOSClusterizerv1::Init()
287 {
288   // Make all memory allocations which can not be done in default constructor.
289   // Attach the Clusterizer task to the list of PHOS tasks
290    
291   AliPHOSGetter* gime = AliPHOSGetter::Instance(GetTitle(), fEventFolderName.Data());
292
293   AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry();
294   
295   fEmcCrystals = geom->GetNModules() *  geom->GetNCristalsInModule() ;
296
297   if(!gMinuit) 
298     gMinuit = new TMinuit(100);
299
300   if ( !gime->Clusterizer() ) 
301     gime->PostClusterizer(this);
302 }
303
304 //____________________________________________________________________________
305 void AliPHOSClusterizerv1::InitParameters()
306 {
307
308   fNumberOfCpvClusters     = 0 ; 
309   fNumberOfEmcClusters     = 0 ; 
310   
311   fCpvClusteringThreshold  = 0.0;
312   fEmcClusteringThreshold  = 0.2;   
313   
314   fEmcLocMaxCut            = 0.03 ;
315   fCpvLocMaxCut            = 0.03 ;
316   
317   fW0                      = 4.5 ;
318   fW0CPV                   = 4.0 ;
319
320   fEmcTimeGate             = 1.e-8 ; 
321   
322   fToUnfold                = kTRUE ;
323     
324   fRecPointsInRun          = 0 ;
325
326   SetEventRange(0,-1) ;
327 }
328
329 //____________________________________________________________________________
330 Int_t AliPHOSClusterizerv1::AreNeighbours(AliPHOSDigit * d1, AliPHOSDigit * d2)const
331 {
332   // Gives the neighbourness of two digits = 0 are not neighbour but continue searching 
333   //                                       = 1 are neighbour
334   //                                       = 2 are not neighbour but do not continue searching
335   // neighbours are defined as digits having at least a common vertex 
336   // The order of d1 and d2 is important: first (d1) should be a digit already in a cluster 
337   //                                      which is compared to a digit (d2)  not yet in a cluster  
338
339   AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGetter::Instance()->PHOSGeometry() ;
340
341   Int_t rv = 0 ; 
342
343   Int_t relid1[4] ; 
344   geom->AbsToRelNumbering(d1->GetId(), relid1) ; 
345
346   Int_t relid2[4] ; 
347   geom->AbsToRelNumbering(d2->GetId(), relid2) ; 
348  
349   if ( (relid1[0] == relid2[0]) && (relid1[1]==relid2[1]) ) { // inside the same PHOS module 
350     Int_t rowdiff = TMath::Abs( relid1[2] - relid2[2] ) ;  
351     Int_t coldiff = TMath::Abs( relid1[3] - relid2[3] ) ;  
352     
353     if (( coldiff <= 1 )  && ( rowdiff <= 1 )){
354       if((relid1[1] != 0) || (TMath::Abs(d1->GetTime() - d2->GetTime() ) < fEmcTimeGate))
355       rv = 1 ; 
356     }
357     else {
358       if((relid2[2] > relid1[2]) && (relid2[3] > relid1[3]+1)) 
359         rv = 2; //  Difference in row numbers is too large to look further 
360     }
361
362   } 
363   else {
364     
365     if( (relid1[0] < relid2[0]) || (relid1[1] != relid2[1]) )  
366       rv=2 ;
367
368   }
369
370   return rv ; 
371 }
372
373
374 //____________________________________________________________________________
375 Bool_t AliPHOSClusterizerv1::IsInEmc(AliPHOSDigit * digit) const
376 {
377   // Tells if (true) or not (false) the digit is in a PHOS-EMC module
378  
379   Bool_t rv = kFALSE ; 
380   AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGetter::Instance()->PHOSGeometry() ;
381
382   Int_t nEMC = geom->GetNModules()*geom->GetNPhi()*geom->GetNZ();  
383
384   if(digit->GetId() <= nEMC )   rv = kTRUE; 
385
386   return rv ; 
387 }
388
389 //____________________________________________________________________________
390 Bool_t AliPHOSClusterizerv1::IsInCpv(AliPHOSDigit * digit) const
391 {
392   // Tells if (true) or not (false) the digit is in a PHOS-CPV module
393  
394   Bool_t rv = kFALSE ; 
395   
396   AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGetter::Instance()->PHOSGeometry() ;
397
398   Int_t nEMC = geom->GetNModules()*geom->GetNPhi()*geom->GetNZ();
399
400   if(digit->GetId() > nEMC )   rv = kTRUE;
401
402   return rv ; 
403 }
404
405 //____________________________________________________________________________
406 void AliPHOSClusterizerv1::Unload() 
407 {
408   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ; 
409   gime->PhosLoader()->UnloadDigits() ; 
410   gime->PhosLoader()->UnloadRecPoints() ; 
411 }
412
413 //____________________________________________________________________________
414 void AliPHOSClusterizerv1::WriteRecPoints()
415 {
416
417   // Creates new branches with given title
418   // fills and writes into TreeR.
419
420   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance();
421
422   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ; 
423   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ; 
424   TClonesArray * digits = gime->Digits() ; 
425   
426   TTree * treeR = gime->TreeR();
427
428   Int_t index ;
429   //Evaluate position, dispersion and other RecPoint properties...
430   for(index = 0; index < emcRecPoints->GetEntries(); index++)
431     dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>( emcRecPoints->At(index) )->EvalAll(fW0,digits) ;
432   
433   emcRecPoints->Sort() ;
434   for(index = 0; index < emcRecPoints->GetEntries(); index++)
435     dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>( emcRecPoints->At(index) )->SetIndexInList(index) ;
436   
437   emcRecPoints->Expand(emcRecPoints->GetEntriesFast()) ; 
438   
439   //Now the same for CPV
440   for(index = 0; index < cpvRecPoints->GetEntries(); index++)
441     dynamic_cast<AliPHOSCpvRecPoint *>( cpvRecPoints->At(index) )->EvalAll(fW0CPV,digits) ;
442   
443   cpvRecPoints->Sort() ;
444   
445   for(index = 0; index < cpvRecPoints->GetEntries(); index++)
446     dynamic_cast<AliPHOSCpvRecPoint *>( cpvRecPoints->At(index) )->SetIndexInList(index) ;
447   
448   cpvRecPoints->Expand(cpvRecPoints->GetEntriesFast()) ;
449   
450   Int_t bufferSize = 32000 ;    
451   Int_t splitlevel = 0 ;
452  
453   //First EMC
454   TBranch * emcBranch = treeR->Branch("PHOSEmcRP","TObjArray",&emcRecPoints,bufferSize,splitlevel);
455   emcBranch->SetTitle(BranchName());
456     
457   //Now CPV branch
458   TBranch * cpvBranch = treeR->Branch("PHOSCpvRP","TObjArray",&cpvRecPoints,bufferSize,splitlevel);
459   cpvBranch->SetTitle(BranchName());
460     
461   emcBranch        ->Fill() ;
462   cpvBranch        ->Fill() ;
463   
464   gime->WriteRecPoints("OVERWRITE");
465   gime->WriteClusterizer("OVERWRITE");
466 }
467
468 //____________________________________________________________________________
469 void AliPHOSClusterizerv1::MakeClusters()
470 {
471   // Steering method to construct the clusters stored in a list of Reconstructed Points
472   // A cluster is defined as a list of neighbour digits
473
474   
475   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance();
476
477   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ; 
478   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ; 
479
480   emcRecPoints->Delete() ;
481   cpvRecPoints->Delete() ;
482   
483   TClonesArray * digits = gime->Digits() ; 
484
485   TClonesArray * digitsC =  static_cast<TClonesArray*>( digits->Clone() ) ;
486   
487  
488   // Clusterization starts  
489
490   TIter nextdigit(digitsC) ; 
491   AliPHOSDigit * digit ; 
492   Bool_t notremoved = kTRUE ;
493
494   while ( (digit = dynamic_cast<AliPHOSDigit *>( nextdigit()) ) ) { // scan over the list of digitsC
495     
496
497     AliPHOSRecPoint * clu = 0 ; 
498
499     TArrayI clusterdigitslist(1500) ;   
500     Int_t index ;
501
502     if (( IsInEmc (digit) && Calibrate(digit->GetAmp(),digit->GetId()) > fEmcClusteringThreshold  ) || 
503         ( IsInCpv (digit) && Calibrate(digit->GetAmp(),digit->GetId()) > fCpvClusteringThreshold  ) ) {
504       Int_t iDigitInCluster = 0 ; 
505       
506       if  ( IsInEmc(digit) ) {   
507         // start a new EMC RecPoint
508         if(fNumberOfEmcClusters >= emcRecPoints->GetSize()) 
509           emcRecPoints->Expand(2*fNumberOfEmcClusters+1) ;
510           
511         emcRecPoints->AddAt(new  AliPHOSEmcRecPoint(""), fNumberOfEmcClusters) ;
512         clu = dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>( emcRecPoints->At(fNumberOfEmcClusters) ) ; 
513           fNumberOfEmcClusters++ ; 
514         clu->AddDigit(*digit, Calibrate(digit->GetAmp(),digit->GetId())) ; 
515         clusterdigitslist[iDigitInCluster] = digit->GetIndexInList() ;        
516         iDigitInCluster++ ; 
517         digitsC->Remove(digit) ; 
518
519       } else { 
520         
521         // start a new CPV cluster
522         if(fNumberOfCpvClusters >= cpvRecPoints->GetSize()) 
523           cpvRecPoints->Expand(2*fNumberOfCpvClusters+1);
524
525         cpvRecPoints->AddAt(new AliPHOSCpvRecPoint(""), fNumberOfCpvClusters) ;
526
527         clu =  dynamic_cast<AliPHOSCpvRecPoint *>( cpvRecPoints->At(fNumberOfCpvClusters) ) ;  
528         fNumberOfCpvClusters++ ; 
529         clu->AddDigit(*digit, Calibrate(digit->GetAmp(),digit->GetId()) ) ;        
530         clusterdigitslist[iDigitInCluster] = digit->GetIndexInList()  ;        
531         iDigitInCluster++ ; 
532         digitsC->Remove(digit) ; 
533         nextdigit.Reset() ;
534         
535         // Here we remove remaining EMC digits, which cannot make a cluster
536         
537         if( notremoved ) { 
538           while( ( digit = dynamic_cast<AliPHOSDigit *>( nextdigit() ) ) ) {
539             if( IsInEmc(digit) ) 
540               digitsC->Remove(digit) ;
541             else 
542               break ;
543           }
544           notremoved = kFALSE ;
545         }
546         
547       } // else        
548       
549       nextdigit.Reset() ;
550       
551       AliPHOSDigit * digitN ; 
552       index = 0 ;
553       while (index < iDigitInCluster){ // scan over digits already in cluster 
554         digit =  dynamic_cast<AliPHOSDigit*>( digits->At(clusterdigitslist[index]) )  ;      
555         index++ ; 
556         while ( (digitN = dynamic_cast<AliPHOSDigit *>( nextdigit() ) ) ) { // scan over the reduced list of digits 
557           Int_t ineb = AreNeighbours(digit, digitN);       // call (digit,digitN) in THAT oder !!!!!
558           switch (ineb ) {
559           case 0 :   // not a neighbour
560             break ;
561           case 1 :   // are neighbours 
562             clu->AddDigit(*digitN, Calibrate( digitN->GetAmp(), digitN->GetId() ) ) ;
563             clusterdigitslist[iDigitInCluster] = digitN->GetIndexInList() ; 
564             iDigitInCluster++ ; 
565             digitsC->Remove(digitN) ;
566             break ;
567           case 2 :   // too far from each other
568             goto endofloop;   
569           } // switch
570           
571         } // while digitN
572         
573       endofloop: ;
574         nextdigit.Reset() ; 
575         
576       } // loop over cluster     
577
578     } // energy theshold  
579
580     
581   } // while digit
582
583   delete digitsC ;
584
585 }
586
587 //____________________________________________________________________________
588 void AliPHOSClusterizerv1::MakeUnfolding()
589 {
590   // Unfolds clusters using the shape of an ElectroMagnetic shower
591   // Performs unfolding of all EMC/CPV clusters
592
593   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance();
594
595   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
596
597   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ; 
598   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ; 
599   TClonesArray * digits = gime->Digits() ; 
600   
601   // Unfold first EMC clusters 
602   if(fNumberOfEmcClusters > 0){
603
604     Int_t nModulesToUnfold = geom->GetNModules() ; 
605
606     Int_t numberofNotUnfolded = fNumberOfEmcClusters ; 
607     Int_t index ;   
608     for(index = 0 ; index < numberofNotUnfolded ; index++){
609       
610       AliPHOSEmcRecPoint * emcRecPoint = dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>( emcRecPoints->At(index) ) ;
611       if(emcRecPoint->GetPHOSMod()> nModulesToUnfold)
612         break ;
613       
614       Int_t nMultipl = emcRecPoint->GetMultiplicity() ; 
615       AliPHOSDigit ** maxAt = new AliPHOSDigit*[nMultipl] ;
616       Float_t * maxAtEnergy = new Float_t[nMultipl] ;
617       Int_t nMax = emcRecPoint->GetNumberOfLocalMax(maxAt, maxAtEnergy,fEmcLocMaxCut,digits) ;
618       
619       if( nMax > 1 ) {     // if cluster is very flat (no pronounced maximum) then nMax = 0       
620         UnfoldCluster(emcRecPoint, nMax, maxAt, maxAtEnergy) ;
621         emcRecPoints->Remove(emcRecPoint); 
622         emcRecPoints->Compress() ;
623         index-- ;
624         fNumberOfEmcClusters -- ;
625         numberofNotUnfolded-- ;
626       }
627       
628       delete[] maxAt ; 
629       delete[] maxAtEnergy ; 
630     }
631   } 
632   // Unfolding of EMC clusters finished
633
634
635   // Unfold now CPV clusters
636   if(fNumberOfCpvClusters > 0){
637     
638     Int_t nModulesToUnfold = geom->GetNModules() ;
639
640     Int_t numberofCpvNotUnfolded = fNumberOfCpvClusters ;     
641     Int_t index ;   
642     for(index = 0 ; index < numberofCpvNotUnfolded ; index++){
643       
644       AliPHOSRecPoint * recPoint = dynamic_cast<AliPHOSRecPoint *>( cpvRecPoints->At(index) ) ;
645
646       if(recPoint->GetPHOSMod()> nModulesToUnfold)
647         break ;
648       
649       AliPHOSEmcRecPoint * emcRecPoint = dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint*>(recPoint) ; 
650       
651       Int_t nMultipl = emcRecPoint->GetMultiplicity() ; 
652       AliPHOSDigit ** maxAt = new AliPHOSDigit*[nMultipl] ;
653       Float_t * maxAtEnergy = new Float_t[nMultipl] ;
654       Int_t nMax = emcRecPoint->GetNumberOfLocalMax(maxAt, maxAtEnergy,fCpvLocMaxCut,digits) ;
655       
656       if( nMax > 1 ) {     // if cluster is very flat (no pronounced maximum) then nMax = 0       
657         UnfoldCluster(emcRecPoint, nMax, maxAt, maxAtEnergy) ;
658         cpvRecPoints->Remove(emcRecPoint); 
659         cpvRecPoints->Compress() ;
660         index-- ;
661         numberofCpvNotUnfolded-- ;
662         fNumberOfCpvClusters-- ;
663       }
664       
665       delete[] maxAt ; 
666       delete[] maxAtEnergy ; 
667     } 
668   }
669   //Unfolding of Cpv clusters finished
670   
671 }
672
673 //____________________________________________________________________________
674 Double_t  AliPHOSClusterizerv1::ShowerShape(Double_t r)
675
676   // Shape of the shower (see PHOS TDR)
677   // If you change this function, change also the gradient evaluation in ChiSquare()
678
679   Double_t r4    = r*r*r*r ;
680   Double_t r295  = TMath::Power(r, 2.95) ;
681   Double_t shape = TMath::Exp( -r4 * (1. / (2.32 + 0.26 * r4) + 0.0316 / (1 + 0.0652 * r295) ) ) ;
682   return shape ;
683 }
684
685 //____________________________________________________________________________
686 void  AliPHOSClusterizerv1::UnfoldCluster(AliPHOSEmcRecPoint * iniEmc, 
687                                           Int_t nMax, 
688                                           AliPHOSDigit ** maxAt, 
689                                           Float_t * maxAtEnergy)
690
691   // Performs the unfolding of a cluster with nMax overlapping showers 
692
693   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance();
694
695   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
696
697   const TClonesArray * digits = gime->Digits() ; 
698   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ; 
699   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ; 
700
701   Int_t nPar = 3 * nMax ;
702   Float_t * fitparameters = new Float_t[nPar] ;
703
704   Bool_t rv = FindFit(iniEmc, maxAt, maxAtEnergy, nPar, fitparameters) ;
705   if( !rv ) {
706     // Fit failed, return and remove cluster
707     delete[] fitparameters ; 
708     return ;
709   }
710
711   // create ufolded rec points and fill them with new energy lists
712   // First calculate energy deposited in each sell in accordance with fit (without fluctuations): efit[]
713   // and later correct this number in acordance with actual energy deposition
714
715   Int_t nDigits = iniEmc->GetMultiplicity() ;  
716   Float_t * efit = new Float_t[nDigits] ;
717   Float_t xDigit=0.,zDigit=0.,distance=0. ;
718   Float_t xpar=0.,zpar=0.,epar=0.  ;
719   Int_t relid[4] ;
720   AliPHOSDigit * digit = 0 ;
721   Int_t * emcDigits = iniEmc->GetDigitsList() ;
722
723   Int_t iparam ;
724   Int_t iDigit ;
725   for(iDigit = 0 ; iDigit < nDigits ; iDigit ++){
726     digit = dynamic_cast<AliPHOSDigit*>( digits->At(emcDigits[iDigit] ) ) ;   
727     geom->AbsToRelNumbering(digit->GetId(), relid) ;
728     geom->RelPosInModule(relid, xDigit, zDigit) ;
729     efit[iDigit] = 0;
730
731     iparam = 0 ;    
732     while(iparam < nPar ){
733       xpar = fitparameters[iparam] ;
734       zpar = fitparameters[iparam+1] ;
735       epar = fitparameters[iparam+2] ;
736       iparam += 3 ;
737       distance = (xDigit - xpar) * (xDigit - xpar) + (zDigit - zpar) * (zDigit - zpar)  ;
738       distance =  TMath::Sqrt(distance) ;
739       efit[iDigit] += epar * ShowerShape(distance) ;
740     }
741   }
742   
743
744   // Now create new RecPoints and fill energy lists with efit corrected to fluctuations
745   // so that energy deposited in each cell is distributed betwin new clusters proportionally
746   // to its contribution to efit
747
748   Float_t * emcEnergies = iniEmc->GetEnergiesList() ;
749   Float_t ratio ;
750
751   iparam = 0 ;
752   while(iparam < nPar ){
753     xpar = fitparameters[iparam] ;
754     zpar = fitparameters[iparam+1] ;
755     epar = fitparameters[iparam+2] ;
756     iparam += 3 ;    
757     
758     AliPHOSEmcRecPoint * emcRP = 0 ;  
759
760     if(iniEmc->IsEmc()){ //create new entries in fEmcRecPoints...
761       
762       if(fNumberOfEmcClusters >= emcRecPoints->GetSize())
763         emcRecPoints->Expand(2*fNumberOfEmcClusters) ;
764       
765       (*emcRecPoints)[fNumberOfEmcClusters] = new AliPHOSEmcRecPoint("") ;
766       emcRP = dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>( emcRecPoints->At(fNumberOfEmcClusters) ) ;
767       fNumberOfEmcClusters++ ;
768     }
769     else{//create new entries in fCpvRecPoints
770       if(fNumberOfCpvClusters >= cpvRecPoints->GetSize())
771         cpvRecPoints->Expand(2*fNumberOfCpvClusters) ;
772       
773       (*cpvRecPoints)[fNumberOfCpvClusters] = new AliPHOSCpvRecPoint("") ;
774       emcRP = dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>( cpvRecPoints->At(fNumberOfCpvClusters) ) ;
775       fNumberOfCpvClusters++ ;
776     }
777     
778     Float_t eDigit ;
779     for(iDigit = 0 ; iDigit < nDigits ; iDigit ++){
780       digit = dynamic_cast<AliPHOSDigit*>( digits->At( emcDigits[iDigit] ) ) ; 
781       geom->AbsToRelNumbering(digit->GetId(), relid) ;
782       geom->RelPosInModule(relid, xDigit, zDigit) ;
783       distance = (xDigit - xpar) * (xDigit - xpar) + (zDigit - zpar) * (zDigit - zpar)  ;
784       distance =  TMath::Sqrt(distance) ;
785       ratio = epar * ShowerShape(distance) / efit[iDigit] ; 
786       eDigit = emcEnergies[iDigit] * ratio ;
787       emcRP->AddDigit( *digit, eDigit ) ;
788     }        
789   }
790  
791   delete[] fitparameters ; 
792   delete[] efit ; 
793   
794 }
795
796 //_____________________________________________________________________________
797 void AliPHOSClusterizerv1::UnfoldingChiSquare(Int_t & nPar, Double_t * Grad, Double_t & fret, Double_t * x, Int_t iflag)
798 {
799   // Calculates the Chi square for the cluster unfolding minimization
800   // Number of parameters, Gradient, Chi squared, parameters, what to do
801
802   TList * toMinuit = dynamic_cast<TList*>( gMinuit->GetObjectFit() ) ;
803
804   AliPHOSEmcRecPoint * emcRP = dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint*>( toMinuit->At(0) )  ;
805   TClonesArray * digits = dynamic_cast<TClonesArray*>( toMinuit->At(1) )  ;
806
807
808   
809   //  AliPHOSEmcRecPoint * emcRP = dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>( gMinuit->GetObjectFit() ) ; // EmcRecPoint to fit
810
811   Int_t * emcDigits     = emcRP->GetDigitsList() ;
812
813   Int_t nOdigits = emcRP->GetDigitsMultiplicity() ; 
814
815   Float_t * emcEnergies = emcRP->GetEnergiesList() ;
816   
817   const AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGetter::Instance()->PHOSGeometry() ; 
818   fret = 0. ;     
819   Int_t iparam ;
820
821   if(iflag == 2)
822     for(iparam = 0 ; iparam < nPar ; iparam++)    
823       Grad[iparam] = 0 ; // Will evaluate gradient
824   
825   Double_t efit ;    
826
827   AliPHOSDigit * digit ;
828   Int_t iDigit ;
829
830   for( iDigit = 0 ; iDigit < nOdigits ; iDigit++) {
831
832     digit = dynamic_cast<AliPHOSDigit*>( digits->At( emcDigits[iDigit] ) ); 
833
834     Int_t relid[4] ;
835     Float_t xDigit ;
836     Float_t zDigit ;
837
838     geom->AbsToRelNumbering(digit->GetId(), relid) ;
839
840     geom->RelPosInModule(relid, xDigit, zDigit) ;
841
842      if(iflag == 2){  // calculate gradient
843        Int_t iParam = 0 ;
844        efit = 0 ;
845        while(iParam < nPar ){
846          Double_t distance = (xDigit - x[iParam]) * (xDigit - x[iParam]) ;
847          iParam++ ; 
848          distance += (zDigit - x[iParam]) * (zDigit - x[iParam]) ; 
849          distance = TMath::Sqrt( distance ) ; 
850          iParam++ ;          
851          efit += x[iParam] * ShowerShape(distance) ;
852          iParam++ ;
853        }
854        Double_t sum = 2. * (efit - emcEnergies[iDigit]) / emcEnergies[iDigit] ; // Here we assume, that sigma = sqrt(E) 
855        iParam = 0 ;
856        while(iParam < nPar ){
857          Double_t xpar = x[iParam] ;
858          Double_t zpar = x[iParam+1] ;
859          Double_t epar = x[iParam+2] ;
860          Double_t dr = TMath::Sqrt( (xDigit - xpar) * (xDigit - xpar) + (zDigit - zpar) * (zDigit - zpar) );
861          Double_t shape = sum * ShowerShape(dr) ;
862          Double_t r4 = dr*dr*dr*dr ;
863          Double_t r295 = TMath::Power(dr,2.95) ;
864          Double_t deriv =-4. * dr*dr * ( 2.32 / ( (2.32 + 0.26 * r4) * (2.32 + 0.26 * r4) ) +
865                                          0.0316 * (1. + 0.0171 * r295) / ( ( 1. + 0.0652 * r295) * (1. + 0.0652 * r295) ) ) ;
866          
867          Grad[iParam] += epar * shape * deriv * (xpar - xDigit) ;  // Derivative over x    
868          iParam++ ; 
869          Grad[iParam] += epar * shape * deriv * (zpar - zDigit) ;  // Derivative over z         
870          iParam++ ; 
871          Grad[iParam] += shape ;                                  // Derivative over energy             
872          iParam++ ; 
873        }
874      }
875      efit = 0;
876      iparam = 0 ;
877
878      while(iparam < nPar ){
879        Double_t xpar = x[iparam] ;
880        Double_t zpar = x[iparam+1] ;
881        Double_t epar = x[iparam+2] ;
882        iparam += 3 ;
883        Double_t distance = (xDigit - xpar) * (xDigit - xpar) + (zDigit - zpar) * (zDigit - zpar)  ;
884        distance =  TMath::Sqrt(distance) ;
885        efit += epar * ShowerShape(distance) ;
886      }
887
888      fret += (efit-emcEnergies[iDigit])*(efit-emcEnergies[iDigit])/emcEnergies[iDigit] ; 
889      // Here we assume, that sigma = sqrt(E)
890   }
891
892 }
893
894 //____________________________________________________________________________
895 void AliPHOSClusterizerv1::Print()const
896 {
897   // Print clusterizer parameters
898
899   TString message ; 
900   TString taskName(GetName()) ; 
901   taskName.ReplaceAll(Version(), "") ;
902   
903   if( strcmp(GetName(), "") !=0 ) {  
904     // Print parameters
905     message  = "\n--------------- %s %s -----------\n" ; 
906     message += "Clusterizing digits from the file: %s\n" ;
907     message += "                           Branch: %s\n" ; 
908     message += "                       EMC Clustering threshold = %f\n" ; 
909     message += "                       EMC Local Maximum cut    = %f\n" ; 
910     message += "                       EMC Logarothmic weight   = %f\n" ;
911     message += "                       CPV Clustering threshold = %f\n" ;
912     message += "                       CPV Local Maximum cut    = %f\n" ;
913     message += "                       CPV Logarothmic weight   = %f\n" ;
914     if(fToUnfold)
915       message += " Unfolding on\n" ;
916     else
917       message += " Unfolding off\n" ;
918     
919     message += "------------------------------------------------------------------" ;
920   }
921   else 
922     message = " AliPHOSClusterizerv1 not initialized " ;
923   
924   Info("Print", message.Data(),  
925        taskName.Data(), 
926        GetTitle(),
927        taskName.Data(), 
928        GetName(), 
929        fEmcClusteringThreshold, 
930        fEmcLocMaxCut, 
931        fW0, 
932        fCpvClusteringThreshold, 
933        fCpvLocMaxCut, 
934        fW0CPV ) ; 
935 }
936
937
938 //____________________________________________________________________________
939 void AliPHOSClusterizerv1::PrintRecPoints(Option_t * option)
940 {
941   // Prints list of RecPoints produced at the current pass of AliPHOSClusterizer
942
943   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance();
944  
945   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ; 
946   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ; 
947
948   printf("\nevent %d \n", gAlice->GetEvNumber())  ;
949   printf("       Found %d EMC RecPoints and %d CPV RecPoints \n",
950          emcRecPoints->GetEntriesFast(),cpvRecPoints->GetEntriesFast())  ; 
951  
952   fRecPointsInRun +=  emcRecPoints->GetEntriesFast() ; 
953   fRecPointsInRun +=  cpvRecPoints->GetEntriesFast() ; 
954   
955   
956   if(strstr(option,"all")) {
957     printf("\n EMC clusters \n") ;
958     printf("Index    Ene(MeV) Multi Module     X    Y   Z    Lambdas_1  Lambda_2  # of prim  Primaries list\n") ;      
959     Int_t index ;
960     for (index = 0 ; index < emcRecPoints->GetEntries() ; index++) {
961       AliPHOSEmcRecPoint * rp = (AliPHOSEmcRecPoint * )emcRecPoints->At(index) ; 
962       TVector3  locpos;  
963       rp->GetLocalPosition(locpos);
964       Float_t lambda[2]; 
965       rp->GetElipsAxis(lambda);
966       Int_t * primaries; 
967       Int_t nprimaries;
968       primaries = rp->GetPrimaries(nprimaries);
969       printf("\n%6d  %8.2f  %3d     %2d     %4.1f   %4.1f   %4.1f   %4f  %4f    %2d     : ", 
970               rp->GetIndexInList(), rp->GetEnergy(), rp->GetMultiplicity(), rp->GetPHOSMod(), 
971               locpos.X(), locpos.Y(), locpos.Z(), lambda[0], lambda[1], nprimaries) ; 
972       
973       for (Int_t iprimary=0; iprimary<nprimaries; iprimary++) {
974         printf("%d ", primaries[iprimary] ) ; 
975       }
976       printf("\n") ;
977     }
978
979     //Now plot CPV recPoints
980     printf("\n CPV clusters \n") ;
981     printf("Index    Ene(MeV) Module     X     Y    Z  \n") ;      
982     for (index = 0 ; index < cpvRecPoints->GetEntries() ; index++) {
983       AliPHOSCpvRecPoint * rp = (AliPHOSCpvRecPoint * )cpvRecPoints->At(index) ; 
984       
985       TVector3  locpos;  
986       rp->GetLocalPosition(locpos);
987       
988       printf("\n%6d  %8.2f  %2d     %4.1f    %4.1f %4.1f \n", 
989              rp->GetIndexInList(), rp->GetEnergy(), rp->GetPHOSMod(), 
990              locpos.X(), locpos.Y(), locpos.Z()) ; 
991     }
992   }
993 }
994