PHOS/AliPHOSPIDv1.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //_________________________________________________________________________
  19 // Implementation version v1 of the PHOS particle identifier
  20 // Particle identification based on the
  21 //     - RCPV: distance from CPV recpoint to EMCA recpoint.
  22 //     - TOF
  23 //     - PCA: Principal Components Analysis..
  24 // The identified particle has an identification number corresponding
  25 // to a 9 bits number:
  26 //     -Bit 0 to 2: bit set if RCPV > CpvEmcDistance (each bit corresponds
  27 //      to a different efficiency-purity point of the photon identification)
  28 //     -Bit 3 to 5: bit set if TOF  < TimeGate (each bit corresponds
  29 //      to a different efficiency-purity point of the photon identification)
  30 //     -Bit 6 to 9: bit set if Principal Components are
  31 //      inside an ellipse defined by the parameters a, b, c, x0 and y0.
  32 //      (each bit corresponds to a different efficiency-purity point of the
  33 //      photon identification)
  34 //      The PCA (Principal components analysis) needs a file that contains
  35 //      a previous analysis of the correlations between the particles. This
  36 //      file is $ALICE_ROOT/PHOS/PCA8pa15_0.5-100.root. Analysis done for
  37 //      energies between 0.5 and 100 GeV.
  38 //      A calibrated energy is calculated. The energy of the reconstructed
  39 //      cluster is corrected with the formula A + B * E  + C * E^2, whose
  40 //      parameters where obtained through the study of the reconstructed
  41 //      energy distribution of monoenergetic photons.
  42 //
  43 //      All the parameters (RCPV(2 rows-3 columns),TOF(1r-3c),PCA(5r-4c)
  44 //      and calibration(1r-3c))are stored in a file called
  45 //      $ALICE_ROOT/PHOS/Parameters.dat. Each time that AliPHOSPIDv1 is
  46 //      initialized, this parameters are copied to a Matrix (9,4), a
  47 //      TMatrixD object.
  48 //
  49 // use case:
  50 //  root [0] AliPHOSPIDv1 * p = new AliPHOSPIDv1("galice1.root")
  51 //  Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
  52 //          // reading headers from file galice1.root and create  RecParticles
  53             // TrackSegments and RecPoints are used
  54 //          // set file name for the branch RecParticles
  55 //  root [1] p->ExecuteTask("deb all time")
  56 //          // available options
  57 //          // "deb" - prints # of reconstructed particles
  58 //          // "deb all" -  prints # and list of RecParticles
  59 //          // "time" - prints benchmarking results
  60 //
  61 //  root [2] AliPHOSPIDv1 * p2 = new AliPHOSPIDv1("galice1.root","v1",kTRUE)
  62 //  Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
  63 //                //Split mode.
  64 //  root [3] p2->ExecuteTask()
  65 //
  66
  67
  68 //*-- Author: Yves Schutz (SUBATECH)  & Gines Martinez (SUBATECH) &
  69 //            Gustavo Conesa April 2002
  70 //            PCA redesigned by Gustavo Conesa October 2002:
  71 //            The way of using the PCA has changed. Instead of 2
  72 //            files with the PCA, each one with different energy ranges
  73 //            of application, we use the wide one (0.5-100 GeV), and instead
  74 //            of fixing 3 ellipses for different ranges of energy, it has been
  75 //            studied the dependency of the ellipses parameters with the
  76 //            energy, and they are implemented in the code as a funtion
  77 //            of the energy.
  78 //
  79 //
  80 //
  81 // --- ROOT system ---
  82 #include "TROOT.h"
  83 #include "TTree.h"
  84 #include "TFile.h"
  85 #include "TF2.h"
  86 #include "TFormula.h"
  87 #include "TCanvas.h"
  88 #include "TFolder.h"
  89 #include "TSystem.h"
  90 #include "TBenchmark.h"
  91 #include "TMatrixD.h"
  92 #include "TPrincipal.h"
  93 #include "TSystem.h"
  94
  95 // --- Standard library ---
  96
  97
  98 // --- AliRoot header files ---
  99
 100 #include "AliGenerator.h"
 101 #include "AliPHOS.h"
 102 #include "AliPHOSPIDv1.h"
 103 #include "AliPHOSClusterizerv1.h"
 104 #include "AliPHOSTrackSegment.h"
 105 #include "AliPHOSTrackSegmentMakerv1.h"
 106 #include "AliPHOSRecParticle.h"
 107 #include "AliPHOSGeometry.h"
 108 #include "AliPHOSGetter.h"
 109
 110 ClassImp( AliPHOSPIDv1)
 111
 112 //____________________________________________________________________________
 113 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1():AliPHOSPID()
 114 {
 115   // default ctor
 116
 117   InitParameters() ;
 118   fDefaultInit = kTRUE ;
 119 }
 120
 121 //____________________________________________________________________________
 122 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1(const AliPHOSPIDv1 & pid ):AliPHOSPID(pid)
 123 {
 124   // ctor
 125   InitParameters() ;
 126   Init() ;
 127
 128 }
 129
 130 //____________________________________________________________________________
 131 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1(const TString alirunFileName, const TString eventFolderName):AliPHOSPID(alirunFileName, eventFolderName)
 132 {
 133   //ctor with the indication on where to look for the track segments
 134
 135   InitParameters() ;
 136   Init() ;
 137   fDefaultInit = kFALSE ;
 138 }
 139
 140 //____________________________________________________________________________
 141 AliPHOSPIDv1::~AliPHOSPIDv1()
 142 {
 143   // dtor
 144
 145   delete [] fX ;       // Principal input
 146   delete [] fPPhoton ; // Photon Principal components
 147   delete [] fPPi0 ;    // Pi0 Principal components
 148 }
 149 //____________________________________________________________________________
 150 const TString AliPHOSPIDv1::BranchName() const
 151 {
 152
 153   return GetName() ;
 154 }
 155
 156 //____________________________________________________________________________
 157 void AliPHOSPIDv1::Init()
 158 {
 159   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
 160   // Add the PID task to the list of PHOS tasks
 161
 162   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance(GetTitle(), fEventFolderName.Data()) ;
 163
 164   if ( !gime->PID() )
 165     gime->PostPID(this) ;
 166 }
 167
 168 //____________________________________________________________________________
 169 void AliPHOSPIDv1::InitParameters()
 170 {
 171   // Initialize PID parameters
 172   fRecParticlesInRun = 0 ;
 173   fNEvent            = 0 ;
 174   fRecParticlesInRun = 0 ;
 175   SetParameters() ; // fill the parameters matrix from parameters file
 176   SetEventRange(0,-1) ;
 177 }
 178
 179 //________________________________________________________________________
 180 void  AliPHOSPIDv1::Exec(Option_t *option)
 181 {
 182   // Steering method to perform particle reconstruction and identification
 183   // for the event range from fFirstEvent to fLastEvent.
 184   // This range is optionally set by SetEventRange().
 185   // if fLastEvent=-1 (by default), then process events until the end.
 186
 187   if(strstr(option,"tim"))
 188     gBenchmark->Start("PHOSPID");
 189
 190   if(strstr(option,"print")) {
 191     Print() ;
 192     return ;
 193   }
 194
 195
 196   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 197
 198   if (fLastEvent == -1) fLastEvent = gime->MaxEvent() - 1 ;
 199   else fLastEvent = TMath::Min(fLastEvent,gime->MaxEvent());
 200   Int_t nEvents   = fLastEvent - fFirstEvent + 1;
 201
 202   for (Int_t ievent = fFirstEvent; ievent <= fLastEvent; ievent++) {
 203     gime->Event(ievent,"TR") ;
 204     if(gime->TrackSegments() && //Skip events, where no track segments made
 205        gime->TrackSegments()->GetEntriesFast()) {
 206       MakeRecParticles() ;
 207       WriteRecParticles();
 208       if(strstr(option,"deb"))
 209         PrintRecParticles(option) ;
 210       //increment the total number of rec particles per run
 211       fRecParticlesInRun += gime->RecParticles()->GetEntriesFast() ;
 212     }
 213   }
 214   if(strstr(option,"tim")){
 215     gBenchmark->Stop("PHOSPID");
 216     Info("Exec", "took %f seconds for PID %f seconds per event",
 217          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSPID"),
 218          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSPID")/nEvents) ;
 219   }
 220
 221   Unload();
 222 }
 223
 224 //____________________________________________________________________________
 225 const TString AliPHOSPIDv1::GetFileNamePrincipal(TString particle) const
 226 {
 227   //Get file name that contains the PCA for a particle ("photon or pi0")
 228   particle.ToLower();
 229   TString name;
 230   if      (particle=="photon") name = fFileNamePrincipalPhoton ;
 231   else if (particle=="pi0"   ) name = fFileNamePrincipalPi0    ;
 232   else    Error("GetFileNamePrincipal","Wrong particle name: %s (choose from pi0/photon)\n",particle.Data());
 233   return name;
 234 }
 235
 236 //____________________________________________________________________________
 237 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterCalibration(Int_t i) const
 238 {
 239   // Get the i-th parameter "Calibration"
 240   Float_t param = 0.;
 241   if (i>2 || i<0)
 242     Error("GetParameterCalibration","Invalid parameter number: %d",i);
 243   else
 244     param = (*fParameters)(0,i);
 245   return param;
 246 }
 247
 248 //____________________________________________________________________________
 249 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetCalibratedEnergy(const Float_t e) const
 250 {
 251 //      It calibrates Energy depending on the recpoint energy.
 252 //      The energy of the reconstructed cluster is corrected with
 253 //      the formula A + B* E  + C* E^2, whose parameters where obtained
 254 //      through the study of the reconstructed energy distribution of
 255 //      monoenergetic photons.
 256
 257   Float_t p[]={0.,0.,0.};
 258   for (Int_t i=0; i<3; i++) p[i] = GetParameterCalibration(i);
 259   Float_t enerec = p[0] +  p[1]*e + p[2]*e*e;
 260   return enerec ;
 261
 262 }
 263
 264 //____________________________________________________________________________
 265 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterCpv2Emc(Int_t i, TString axis) const
 266 {
 267   // Get the i-th parameter "CPV-EMC distance" for the specified axis
 268   Float_t param = 0.;
 269   if(i>2 || i<0)
 270     Error("GetParameterCpv2Emc","Invalid parameter number: %d",i);
 271   else {
 272     axis.ToLower();
 273     if      (axis == "x") param = (*fParameters)(1,i);
 274     else if (axis == "z") param = (*fParameters)(2,i);
 275     else Error("GetParameterCpv2Emc","Invalid axis name: %s",axis.Data());
 276   }
 277   return  param;
 278 }
 279
 280 //____________________________________________________________________________
 281 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetCpv2EmcDistanceCut(TString axis, Float_t e) const
 282 {
 283   // Get CpvtoEmcDistance Cut depending on the cluster energy, axis and
 284   // Purity-Efficiency point
 285
 286   axis.ToLower();
 287   Float_t p[]={0.,0.,0.};
 288   for (Int_t i=0; i<3; i++) p[i] = GetParameterCpv2Emc(i,axis);
 289   Float_t sig = p[0] + TMath::Exp(p[1] - p[2]*e);
 290   return sig;
 291 }
 292
 293 //____________________________________________________________________________
 294 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetEllipseParameter(TString particle, TString param, Float_t e) const
 295 {
 296   // Calculates the parameter param of the ellipse
 297
 298   particle.ToLower();
 299   param.   ToLower();
 300   Float_t p[4]={0.,0.,0.,0.};
 301   Float_t value = 0.0;
 302   for (Int_t i=0; i<4; i++) p[i] = GetParameterToCalculateEllipse(particle,param,i);
 303   if (particle == "photon") {
 304     if      (param.Contains("a"))  e = TMath::Min((Double_t)e,70.);
 305     else if (param.Contains("b"))  e = TMath::Min((Double_t)e,70.);
 306     else if (param.Contains("x0")) e = TMath::Max((Double_t)e,1.1);
 307   }
 308
 309   value = p[0]/TMath::Sqrt(e) + p[1]*e + p[2]*e*e + p[3];
 310   return value;
 311 }
 312
 313 //_____________________________________________________________________________
 314 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterPhotonBoundary (Int_t i) const
 315 {
 316   // Get the parameter "i" to calculate the boundary on the moment M2x
 317   // for photons at high p_T
 318   Float_t param = 0;
 319   if (i>3 || i<0)
 320     Error("GetParameterPhotonBoundary","Wrong parameter number: %d\n",i);
 321   else
 322     param = (*fParameters)(14,i) ;
 323   return param;
 324 }
 325
 326 //____________________________________________________________________________
 327 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterPi0Boundary (Int_t i) const
 328 {
 329   // Get the parameter "i" to calculate the boundary on the moment M2x
 330   // for pi0 at high p_T
 331   Float_t param = 0;
 332   if (i>2 || i<0)
 333     Error("GetParameterPi0Boundary","Wrong parameter number: %d\n",i);
 334   else
 335     param = (*fParameters)(15,i) ;
 336   return param;
 337 }
 338
 339 //____________________________________________________________________________
 340 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterTimeGate(Int_t i) const
 341 {
 342   // Get TimeGate parameter depending on Purity-Efficiency i:
 343   // i=0 - Low purity, i=1 - Medium purity, i=2 - High purity
 344   Float_t param = 0.;
 345   if(i>2 || i<0)
 346     Error("GetParameterTimeGate","Invalid Efficiency-Purity choice %d",i);
 347   else
 348     param = (*fParameters)(3,i) ;
 349   return param;
 350 }
 351
 352 //_____________________________________________________________________________
 353 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterToCalculateEllipse(TString particle, TString param, Int_t i) const
 354 {
 355   // Get the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse
 356   // parameter "param" for the particle "particle" ("photon" or "pi0")
 357
 358   particle.ToLower();
 359   param.   ToLower();
 360   Int_t offset = -1;
 361   if      (particle == "photon") offset=0;
 362   else if (particle == "pi0")    offset=5;
 363   else
 364     Error("GetParameterToCalculateEllipse","Wrong particle name: %s (choose from pi0/photon)\n",particle.Data());
 365
 366   Int_t p= -1;
 367   Float_t par = 0;
 368
 369   if     (param.Contains("a")) p=4+offset;
 370   else if(param.Contains("b")) p=5+offset;
 371   else if(param.Contains("c")) p=6+offset;
 372   else if(param.Contains("x0"))p=7+offset;
 373   else if(param.Contains("y0"))p=8+offset;
 374
 375   if      (i>4 || i<0)
 376     Error("GetParameterToCalculateEllipse", "No parameter with index", i) ;
 377   else if (p==-1)
 378     Error("GetParameterToCalculateEllipse", "No parameter with name %s", param.Data() ) ;
 379   else
 380     par = (*fParameters)(p,i) ;
 381
 382   return par;
 383 }
 384
 385
 386 //____________________________________________________________________________
 387 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetDistance(AliPHOSEmcRecPoint * emc,AliPHOSRecPoint * cpv, Option_t *  axis)const
 388 {
 389   // Calculates the distance between the EMC RecPoint and the PPSD RecPoint
 390
 391   const AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGetter::Instance()->PHOSGeometry() ;
 392   TVector3 vecEmc ;
 393   TVector3 vecCpv ;
 394   if(cpv){
 395     emc->GetLocalPosition(vecEmc) ;
 396     cpv->GetLocalPosition(vecCpv) ;
 397     if(emc->GetPHOSMod() == cpv->GetPHOSMod()){
 398       // Correct to difference in CPV and EMC position due to different distance to center.
 399       // we assume, that particle moves from center
 400       Float_t dCPV = geom->GetIPtoOuterCoverDistance();
 401       Float_t dEMC = geom->GetIPtoCrystalSurface() ;
 402       dEMC         = dEMC / dCPV ;
 403       vecCpv = dEMC * vecCpv  - vecEmc ;
 404       if (axis == "X") return vecCpv.X();
 405       if (axis == "Y") return vecCpv.Y();
 406       if (axis == "Z") return vecCpv.Z();
 407       if (axis == "R") return vecCpv.Mag();
 408     }
 409     return 100000000 ;
 410   }
 411   return 100000000 ;
 412 }
 413 //____________________________________________________________________________
 414 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetCPVBit(AliPHOSEmcRecPoint * emc,AliPHOSRecPoint * cpv,const Int_t effPur, Float_t e) const
 415 {
 416   if(effPur>2 || effPur<0)
 417     Error("GetCPVBit","Invalid Efficiency-Purity choice %d",effPur);
 418
 419   Float_t sigX = GetCpv2EmcDistanceCut("X",e);
 420   Float_t sigZ = GetCpv2EmcDistanceCut("Z",e);
 421
 422   Float_t deltaX = TMath::Abs(GetDistance(emc, cpv,  "X"));
 423   Float_t deltaZ = TMath::Abs(GetDistance(emc, cpv,  "Z"));
 424
 425   if((deltaX>sigX*(effPur+1))|(deltaZ>sigZ*(effPur+1)))
 426     return 1;//Neutral
 427   else
 428     return 0;//Charged
 429 }
 430
 431 //____________________________________________________________________________
 432 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetPrincipalBit(TString particle, const Double_t* p,const Int_t effPur, Float_t e)const
 433 {
 434   //Is the particle inside de PCA ellipse?
 435
 436   particle.ToLower();
 437   Int_t    prinbit  = 0 ;
 438   Float_t a        = GetEllipseParameter(particle,"a" , e);
 439   Float_t b        = GetEllipseParameter(particle,"b" , e);
 440   Float_t c        = GetEllipseParameter(particle,"c" , e);
 441   Float_t x0 = GetEllipseParameter(particle,"x0", e);
 442   Float_t y0 = GetEllipseParameter(particle,"y0", e);
 443
 444   Float_t r = TMath::Power((p[0] - x0)/a,2) +
 445               TMath::Power((p[1] - y0)/b,2) +
 446             c*(p[0] -  x0)*(p[1] - y0)/(a*b) ;
 447   //3 different ellipses defined
 448   if((effPur==2) && (r<1./2.)) prinbit= 1;
 449   if((effPur==1) && (r<2.   )) prinbit= 1;
 450   if((effPur==0) && (r<9./2.)) prinbit= 1;
 451
 452   if(r<0)
 453     Error("GetPrincipalBit", "Negative square?") ;
 454
 455   return prinbit;
 456
 457 }
 458 //____________________________________________________________________________
 459 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetHardPhotonBit(AliPHOSEmcRecPoint * emc) const
 460 {
 461   // Set bit for identified hard photons (E > 30 GeV)
 462   // if the second moment M2x is below the boundary
 463
 464   Float_t e   = emc->GetEnergy();
 465   if (e < 30.0) return 0;
 466   Float_t m2x = emc->GetM2x();
 467   Float_t m2xBoundary = GetParameterPhotonBoundary(0) *
 468     TMath::Exp(-TMath::Power(e-GetParameterPhotonBoundary(1),2)/2.0/
 469                 TMath::Power(GetParameterPhotonBoundary(2),2)) +
 470     GetParameterPhotonBoundary(3);
 471   Info("GetHardPhotonBit","E=%f, m2x=%f, boundary=%f",e,m2x,m2xBoundary);
 472   if (m2x < m2xBoundary)
 473     return 1;// A hard photon
 474   else
 475     return 0;// Not a hard photon
 476 }
 477
 478 //____________________________________________________________________________
 479 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetHardPi0Bit(AliPHOSEmcRecPoint * emc) const
 480 {
 481   // Set bit for identified hard pi0  (E > 30 GeV)
 482   // if the second moment M2x is above the boundary
 483
 484   Float_t e   = emc->GetEnergy();
 485   if (e < 30.0) return 0;
 486   Float_t m2x = emc->GetM2x();
 487   Float_t m2xBoundary = GetParameterPi0Boundary(0) +
 488                     e * GetParameterPi0Boundary(1);
 489   Info("GetHardPi0Bit","E=%f, m2x=%f, boundary=%f",e,m2x,m2xBoundary);
 490   if (m2x > m2xBoundary)
 491     return 1;// A hard pi0
 492   else
 493     return 0;// Not a hard pi0
 494 }
 495
 496 //____________________________________________________________________________
 497 TVector3 AliPHOSPIDv1::GetMomentumDirection(AliPHOSEmcRecPoint * emc, AliPHOSRecPoint * )const
 498 {
 499   // Calculates the momentum direction:
 500   //   1. if only a EMC RecPoint, direction is given by IP and this RecPoint
 501   //   2. if a EMC RecPoint and CPV RecPoint, direction is given by the line through the 2 recpoints
 502   //  However because of the poor position resolution of PPSD the direction is always taken as if we were
 503   //  in case 1.
 504
 505   TVector3 dir(0,0,0) ;
 506
 507   TVector3 emcglobalpos ;
 508   TMatrix  dummy ;
 509
 510   emc->GetGlobalPosition(emcglobalpos, dummy) ;
 511
 512
 513   dir = emcglobalpos ;
 514   dir.SetZ( -dir.Z() ) ;   // why ?
 515   dir.SetMag(1.) ;
 516
 517   //account correction to the position of IP
 518   Float_t xo,yo,zo ; //Coordinates of the origin
 519   gAlice->Generator()->GetOrigin(xo,yo,zo) ;
 520   TVector3 origin(xo,yo,zo);
 521   dir = dir - origin ;
 522
 523   return dir ;
 524 }
 525
 526 //____________________________________________________________________________
 527 void  AliPHOSPIDv1::MakeRecParticles()
 528 {
 529   // Makes a RecParticle out of a TrackSegment
 530
 531   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 532   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 533   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ;
 534   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments() ;
 535   if ( !emcRecPoints || !cpvRecPoints || !trackSegments ) {
 536     Fatal("MakeRecParticles", "RecPoints or TrackSegments not found !") ;
 537   }
 538   TClonesArray * recParticles  = gime->RecParticles() ;
 539   recParticles->Clear();
 540
 541   TIter next(trackSegments) ;
 542   AliPHOSTrackSegment * ts ;
 543   Int_t index = 0 ;
 544   AliPHOSRecParticle * rp ;
 545   while ( (ts = (AliPHOSTrackSegment *)next()) ) {
 546
 547     new( (*recParticles)[index] ) AliPHOSRecParticle() ;
 548     rp = (AliPHOSRecParticle *)recParticles->At(index) ;
 549     rp->SetTrackSegment(index) ;
 550     rp->SetIndexInList(index) ;
 551
 552     AliPHOSEmcRecPoint * emc = 0 ;
 553     if(ts->GetEmcIndex()>=0)
 554       emc = (AliPHOSEmcRecPoint *) emcRecPoints->At(ts->GetEmcIndex()) ;
 555
 556     AliPHOSRecPoint    * cpv = 0 ;
 557     if(ts->GetCpvIndex()>=0)
 558       cpv = (AliPHOSRecPoint *)   cpvRecPoints->At(ts->GetCpvIndex()) ;
 559
 560     // Now set type (reconstructed) of the particle
 561
 562     // Choose the cluster energy range
 563
 564     if (!emc) {
 565       Fatal("MakeRecParticles", "-> emc(%d) = %d", ts->GetEmcIndex(), emc ) ;
 566     }
 567
 568     Float_t e = emc->GetEnergy() ;
 569
 570     Float_t  lambda[2] ;
 571     emc->GetElipsAxis(lambda) ;
 572
 573     if((lambda[0]>0.01) && (lambda[1]>0.01)){
 574       // Looking PCA. Define and calculate the data (X),
 575       // introduce in the function X2P that gives the components (P).
 576
 577       Float_t  Spher = 0. ;
 578       Float_t  Emaxdtotal = 0. ;
 579
 580       if((lambda[0]+lambda[1])!=0)
 581         Spher=fabs(lambda[0]-lambda[1])/(lambda[0]+lambda[1]);
 582
 583       Emaxdtotal=emc->GetMaximalEnergy()/emc->GetEnergy();
 584
 585       fX[0] = lambda[0] ;
 586       fX[1] = lambda[1] ;
 587       fX[2] = emc->GetDispersion() ;
 588       fX[3] = Spher ;
 589       fX[4] = emc->GetMultiplicity() ;
 590       fX[5] = Emaxdtotal ;
 591       fX[6] = emc->GetCoreEnergy() ;
 592
 593       fPrincipalPhoton->X2P(fX,fPPhoton);
 594       fPrincipalPi0   ->X2P(fX,fPPi0);
 595
 596     }
 597     else{
 598       fPPhoton[0]=-100.0;  //We do not accept clusters with
 599       fPPhoton[1]=-100.0;  //one cell as a photon-like
 600       fPPi0[0]   =-100.0;
 601       fPPi0[1]   =-100.0;
 602     }
 603
 604     Float_t time =emc->GetTime() ;
 605
 606     // Loop of Efficiency-Purity (the 3 points of purity or efficiency
 607     // are taken into account to set the particle identification)
 608     for(Int_t effPur = 0; effPur < 3 ; effPur++){
 609
 610       // Looking at the CPV detector. If RCPV greater than CpvEmcDistance,
 611       // 1st,2nd or 3rd bit (depending on the efficiency-purity point )
 612       // is set to 1
 613       if(GetCPVBit(emc, cpv, effPur,e) == 1 )
 614         rp->SetPIDBit(effPur) ;
 615
 616       // Looking the TOF. If TOF smaller than gate,  4th, 5th or 6th
 617       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1
 618       if(time< (*fParameters)(2,effPur))
 619         rp->SetPIDBit(effPur+3) ;
 620
 621       //Photon PCA
 622       //If we are inside the ellipse, 7th, 8th or 9th
 623       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1
 624       if(GetPrincipalBit("photon",fPPhoton,effPur,e) == 1)
 625         rp->SetPIDBit(effPur+6) ;
 626
 627       //Pi0 PCA
 628       //If we are inside the ellipse, 10th, 11th or 12th
 629       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1
 630       if(GetPrincipalBit("pi0"   ,fPPi0   ,effPur,e) == 1)
 631         rp->SetPIDBit(effPur+9) ;
 632     }
 633     if(GetHardPhotonBit(emc))
 634       rp->SetPIDBit(12) ;
 635     if(GetHardPi0Bit   (emc))
 636       rp->SetPIDBit(13) ;
 637
 638     //Set momentum, energy and other parameters
 639     Float_t  encal = GetCalibratedEnergy(e);
 640     TVector3 dir   = GetMomentumDirection(emc,cpv) ;
 641     dir.SetMag(encal) ;
 642     rp->SetMomentum(dir.X(),dir.Y(),dir.Z(),encal) ;
 643     rp->SetCalcMass(0);
 644     rp->Name(); //If photon sets the particle pdg name to gamma
 645     rp->SetProductionVertex(0,0,0,0);
 646     rp->SetFirstMother(-1);
 647     rp->SetLastMother(-1);
 648     rp->SetFirstDaughter(-1);
 649     rp->SetLastDaughter(-1);
 650     rp->SetPolarisation(0,0,0);
 651     index++ ;
 652   }
 653 }
 654
 655 //____________________________________________________________________________
 656 void  AliPHOSPIDv1::Print() const
 657 {
 658   // Print the parameters used for the particle type identification
 659
 660     Info("Print", "=============== AliPHOSPIDv1 ================") ;
 661     printf("Making PID\n") ;
 662     printf("    Pricipal analysis file from 0.5 to 100 %s\n", fFileNamePrincipalPhoton.Data() )   ;
 663     printf("    Name of parameters file     %s\n", fFileNameParameters.Data() )  ;
 664     printf("    Matrix of Parameters: 14x4\n") ;
 665     printf("        Energy Calibration  1x3 [3 parametres to calibrate energy: A + B* E + C * E^2]\n") ;
 666     printf("        RCPV 2x3 rows x and z, columns function cut parameters\n") ;
 667     printf("        TOF  1x3 [High Eff-Low Pur,Medium Eff-Pur, Low Eff-High Pur]\n") ;
 668     printf("        PCA  5x4 [5 ellipse parametres and 4 parametres to calculate them: A/Sqrt(E) + B* E + C * E^2 + D]\n") ;
 669     Printf("    Pi0 PCA  5x3 [5 ellipse parametres and 3 parametres to calculate them: A + B* E + C * E^2]\n") ;
 670     fParameters->Print() ;
 671 }
 672
 673
 674
 675 //____________________________________________________________________________
 676 void AliPHOSPIDv1::PrintRecParticles(Option_t * option)
 677 {
 678   // Print table of reconstructed particles
 679
 680   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 681
 682   TClonesArray * recParticles = gime->RecParticles() ;
 683
 684   TString message ;
 685   message  = "\nevent " ;
 686   message += gAlice->GetEvNumber() ;
 687   message += "       found " ;
 688   message += recParticles->GetEntriesFast();
 689   message += " RecParticles\n" ;
 690
 691   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
 692     message += "\n  PARTICLE         Index    \n" ;
 693
 694     Int_t index ;
 695     for (index = 0 ; index < recParticles->GetEntries() ; index++) {
 696       AliPHOSRecParticle * rp = (AliPHOSRecParticle * ) recParticles->At(index) ;
 697       message += "\n" ;
 698       message += rp->Name().Data() ;
 699       message += " " ;
 700       message += rp->GetIndexInList() ;
 701       message += " " ;
 702       message += rp->GetType()  ;
 703     }
 704   }
 705   Info("Print", message.Data() ) ;
 706 }
 707
 708 //____________________________________________________________________________
 709 void  AliPHOSPIDv1::SetParameters()
 710 {
 711   // PCA : To do the Principal Components Analysis it is necessary
 712   // the Principal file, which is opened here
 713   fX       = new double[7]; // Data for the PCA
 714   fPPhoton = new double[7]; // Eigenvalues of the PCA
 715   fPPi0    = new double[7]; // Eigenvalues of the Pi0 PCA
 716
 717   // Read photon principals from the photon file
 718
 719   fFileNamePrincipalPhoton = "$ALICE_ROOT/PHOS/PCA8pa15_0.5-100.root" ;
 720   TFile f( fFileNamePrincipalPhoton.Data(), "read" ) ;
 721   fPrincipalPhoton = dynamic_cast<TPrincipal*> (f.Get("principal")) ;
 722   f.Close() ;
 723
 724   // Read pi0 principals from the pi0 file
 725
 726   fFileNamePrincipalPi0    = "$ALICE_ROOT/PHOS/PCA_pi0_40-120.root" ;
 727   TFile fPi0( fFileNamePrincipalPi0.Data(), "read" ) ;
 728   fPrincipalPi0    = dynamic_cast<TPrincipal*> (fPi0.Get("principal")) ;
 729   fPi0.Close() ;
 730
 731   // Open parameters file and initialization of the Parameters matrix.
 732   // In the File Parameters.dat are all the parameters. These are introduced
 733   // in a matrix of 16x4
 734   //
 735   // All the parameters defined in this file are, in order of row:
 736   // line   0   : calibration
 737   // lines  1,2 : CPV rectangular cat for X and Z
 738   // line   3   : TOF cut
 739   // lines  4-8 : parameters to calculate photon PCA ellipse
 740   // lines  9-13: parameters to calculate pi0 PCA ellipse
 741   // lines 14-15: parameters to calculate border for high-pt photons and pi0
 742
 743   fFileNameParameters = gSystem->ExpandPathName("$ALICE_ROOT/PHOS/Parameters.dat");
 744   fParameters = new TMatrix(16,4) ;
 745   const Int_t maxLeng=255;
 746   char string[maxLeng];
 747
 748   // Open a text file with PID parameters
 749   FILE *fd = fopen(fFileNameParameters.Data(),"r");
 750   if (!fd)
 751     Fatal("SetParameter","File %s with a PID parameters cannot be opened\n",
 752           fFileNameParameters.Data());
 753
 754   Int_t i=0;
 755   // Read parameter file line-by-line and skip empty line and comments
 756   while (fgets(string,maxLeng,fd) != NULL) {
 757     if (string[0] == '\n' ) continue;
 758     if (string[0] == '!'  ) continue;
 759     sscanf(string, "%f %f %f %f",
 760            &(*fParameters)(i,0), &(*fParameters)(i,1),
 761            &(*fParameters)(i,2), &(*fParameters)(i,3));
 762     i++;
 763     //printf("line %d: %s",i,string);
 764   }
 765   fclose(fd);
 766 }
 767
 768 //____________________________________________________________________________
 769 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterCalibration(Int_t i,Float_t param)
 770 {
 771   // Set parameter "Calibration" i to a value param
 772   if(i>2 || i<0)
 773     Error("SetParameterCalibration","Invalid parameter number: %d",i);
 774   else
 775     (*fParameters)(0,i) = param ;
 776 }
 777
 778 //____________________________________________________________________________
 779 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterCpv2Emc(Int_t i, TString axis, Float_t cut)
 780 {
 781   // Set the parameters to calculate Cpv-to-Emc Distance Cut depending on
 782   // Purity-Efficiency point i
 783
 784   if(i>2 || i<0)
 785     Error("SetParameterCpv2Emc","Invalid parameter number: %d",i);
 786   else {
 787     axis.ToLower();
 788     if      (axis == "x") (*fParameters)(1,i) = cut;
 789     else if (axis == "z") (*fParameters)(2,i) = cut;
 790     else Error("SetParameterCpv2Emc","Invalid axis name: %s",axis.Data());
 791   }
 792 }
 793
 794 //____________________________________________________________________________
 795 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterPhotonBoundary(Int_t i,Float_t param)
 796 {
 797   // Set parameter "Hard photon boundary" i to a value param
 798   if(i>4 || i<0)
 799     Error("SetParameterPhotonBoundary","Invalid parameter number: %d",i);
 800   else
 801     (*fParameters)(14,i) = param ;
 802 }
 803
 804 //____________________________________________________________________________
 805 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterPi0Boundary(Int_t i,Float_t param)
 806 {
 807   // Set parameter "Hard pi0 boundary" i to a value param
 808   if(i>1 || i<0)
 809     Error("SetParameterPi0Boundary","Invalid parameter number: %d",i);
 810   else
 811     (*fParameters)(15,i) = param ;
 812 }
 813
 814 //_____________________________________________________________________________
 815 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterTimeGate(Int_t i, Float_t gate)
 816 {
 817   // Set the parameter TimeGate depending on Purity-Efficiency point i
 818   if (i>2 || i<0)
 819     Error("SetParameterTimeGate","Invalid Efficiency-Purity choice %d",i);
 820   else
 821     (*fParameters)(3,i)= gate ;
 822 }
 823
 824 //_____________________________________________________________________________
 825 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterToCalculateEllipse(TString particle, TString param, Int_t i, Float_t par)
 826 {
 827   // Set the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse
 828   // parameter "param" for a particle "particle"
 829
 830   particle.ToLower();
 831   param.   ToLower();
 832   Int_t p= -1;
 833   Int_t offset=0;
 834
 835   if      (particle == "photon") offset=0;
 836   else if (particle == "pi0")    offset=5;
 837   else
 838     Error("SetParameterToCalculateEllipse","Wrong particle name: %s (choose from pi0/photon)\n",particle.Data());
 839
 840   if     (param.Contains("a")) p=4+offset;
 841   else if(param.Contains("b")) p=5+offset;
 842   else if(param.Contains("c")) p=6+offset;
 843   else if(param.Contains("x0"))p=7+offset;
 844   else if(param.Contains("y0"))p=8+offset;
 845   if((i>4)||(i<0))
 846     Error("SetEllipseParameter", "No parameter with index %d", i) ;
 847   else if(p==-1)
 848     Error("SetEllipseParameter", "No parameter with name %s", param.Data() ) ;
 849   else
 850     (*fParameters)(p,i) = par ;
 851 }
 852
 853 //____________________________________________________________________________
 854 void AliPHOSPIDv1::Unload()
 855 {
 856   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 857   gime->PhosLoader()->UnloadRecPoints() ;
 858   gime->PhosLoader()->UnloadTracks() ;
 859   gime->PhosLoader()->UnloadRecParticles() ;
 860 }
 861
 862 //____________________________________________________________________________
 863 void  AliPHOSPIDv1::WriteRecParticles()
 864 {
 865
 866   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 867
 868   TClonesArray * recParticles = gime->RecParticles() ;
 869   recParticles->Expand(recParticles->GetEntriesFast() ) ;
 870   TTree * treeP =  gime->TreeP();
 871
 872   //First rp
 873   Int_t bufferSize = 32000 ;
 874   TBranch * rpBranch = treeP->Branch("PHOSRP",&recParticles,bufferSize);
 875   rpBranch->SetTitle(BranchName());
 876
 877   rpBranch->Fill() ;
 878
 879   gime->WriteRecParticles("OVERWRITE");
 880   gime->WritePID("OVERWRITE");
 881 }
 882