PHOS/AliPHOSPIDv1.cxx

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  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
  83
  84 // --- Standard library ---
  85 #include "TFormula.h"
  86 #include "TBenchmark.h"
  87 #include "TPrincipal.h"
  88 #include "TFile.h"
  89 #include "TSystem.h"
  90
  91 // --- AliRoot header files ---
  92               //#include "AliLog.h"
  93 #include "AliGenerator.h"
  94 #include "AliPHOS.h"
  95 #include "AliPHOSPIDv1.h"
  96 #include "AliPHOSGetter.h"
  97
  98 ClassImp( AliPHOSPIDv1)
  99
 100 //____________________________________________________________________________
 101 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1():AliPHOSPID()
 102 {
 103   // default ctor
 104
 105   InitParameters() ;
 106   fDefaultInit = kTRUE ;
 107 }
 108
 109 //____________________________________________________________________________
 110 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1(const AliPHOSPIDv1 & pid ):AliPHOSPID(pid)
 111 {
 112   // ctor
 113   InitParameters() ;
 114   Init() ;
 115
 116 }
 117
 118 //____________________________________________________________________________
 119 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1(const TString alirunFileName, const TString eventFolderName):AliPHOSPID(alirunFileName, eventFolderName)
 120 {
 121   //ctor with the indication on where to look for the track segments
 122
 123   InitParameters() ;
 124   Init() ;
 125   fDefaultInit = kFALSE ;
 126 }
 127
 128 //____________________________________________________________________________
 129 AliPHOSPIDv1::~AliPHOSPIDv1()
 130 {
 131   // dtor
 132   fPrincipalPhoton = 0;
 133   fPrincipalPi0 = 0;
 134
 135   delete [] fX ;       // Principal input
 136   delete [] fPPhoton ; // Photon Principal components
 137   delete [] fPPi0 ;    // Pi0 Principal components
 138
 139   delete fParameters;
 140   delete fTFphoton;
 141   delete fTFpiong;
 142   delete fTFkaong;
 143   delete fTFkaonl;
 144   delete fTFhhadrong;
 145   delete fTFhhadronl;
 146   delete fDFmuon;
 147 }
 148 //____________________________________________________________________________
 149 const TString AliPHOSPIDv1::BranchName() const
 150 {
 151
 152   return GetName() ;
 153 }
 154
 155 //____________________________________________________________________________
 156 void AliPHOSPIDv1::Init()
 157 {
 158   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
 159   // Add the PID task to the list of PHOS tasks
 160
 161   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 162   if(!gime)
 163     gime = AliPHOSGetter::Instance(GetTitle(), fEventFolderName.Data()) ;
 164
 165   if ( !gime->PID() )
 166     gime->PostPID(this) ;
 167 }
 168
 169 //____________________________________________________________________________
 170 void AliPHOSPIDv1::InitParameters()
 171 {
 172   // Initialize PID parameters
 173   fWrite                   = kTRUE ;
 174   fRecParticlesInRun = 0 ;
 175   fNEvent            = 0 ;
 176   fRecParticlesInRun = 0 ;
 177   fBayesian          = kTRUE ;
 178   SetParameters() ; // fill the parameters matrix from parameters file
 179   SetEventRange(0,-1) ;
 180
 181   // initialisation of response function parameters
 182   // Tof
 183   // Photons
 184   fTphoton[0] = 0.218    ;
 185   //fTphoton[0] = 1.    ;
 186   fTphoton[1] = 1.55E-8  ;
 187   fTphoton[2] = 5.05E-10 ;
 188   fTFphoton = new TFormula("ToF response to photons" , "gaus") ;
 189   fTFphoton->SetParameters( fTphoton[0], fTphoton[1], fTphoton[2]) ;
 190 //   // Electrons
 191 //   fTelectron[0] = 0.2      ;
 192 //   fTelectron[1] = 1.55E-8  ;
 193 //   fTelectron[2] = 5.35E-10 ;
 194 //   fTFelectron = new TFormula("ToF response to electrons" , "gaus") ;
 195 //   fTFelectron->SetParameters( fTelectron[0], fTelectron[1], fTelectron[2]) ;
 196 //   // Muons
 197 //   fTmuon[0] = 0.2     ;
 198 //   fTmuon[1] = 1.55E-8 ;
 199 //   fTmuon[2] = 5.1E-10 ;
 200 //   fTFmuon = new TFormula("ToF response to muons" , "gaus") ;
 201 //   fTFmuon->SetParameters( fTmuon[0], fTmuon[1], fTmuon[2]) ;
 202
 203   // Pions
 204   //Gaus (0 to max probability)
 205   fTpiong[0] = 0.0971    ;
 206   //fTpiong[0] = 1.       ;
 207   fTpiong[1] = 1.58E-8  ;
 208   fTpiong[2] = 5.69E-10 ;
 209   fTFpiong = new TFormula("ToF response to pions" , "gaus") ;
 210   fTFpiong->SetParameters( fTpiong[0], fTpiong[1], fTpiong[2]) ;
 211   // Landau (max probability to inf)
 212 //   fTpionl[0] = 0.05     ;
 213 //   //fTpionl[0] = 5.53     ;
 214 //   fTpionl[1] = 1.68E-8  ;
 215 //   fTpionl[2] = 5.38E-10 ;
 216 //   fTFpionl = new TFormula("ToF response to pions" , "landau") ;
 217 //   fTFpionl->SetParameters( fTpionl[0], fTpionl[1], fTpionl[2]) ;
 218
 219
 220   // Kaons
 221   //Gaus (0 to max probability)
 222   fTkaong[0] = 0.0542  ;
 223   //fTkaong[0] = 1.      ;
 224   fTkaong[1] = 1.64E-8 ;
 225   fTkaong[2] = 6.07-10 ;
 226   fTFkaong = new TFormula("ToF response to kaon" , "gaus") ;
 227   fTFkaong->SetParameters( fTkaong[0], fTkaong[1], fTkaong[2]) ;
 228   //Landau (max probability to inf)
 229   fTkaonl[0] = 0.264   ;
 230   //fTkaonl[0] = 5.53     ;
 231   fTkaonl[1] = 1.68E-8  ;
 232   fTkaonl[2] = 4.10E-10 ;
 233   fTFkaonl = new TFormula("ToF response to kaon" , "landau") ;
 234   fTFkaonl->SetParameters( fTkaonl[0], fTkaonl[1], fTkaonl[2]) ;
 235
 236   //Heavy Hadrons
 237   //Gaus (0 to max probability)
 238   fThhadrong[0] = 0.0302   ;
 239   //fThhadrong[0] = 1.       ;
 240   fThhadrong[1] = 1.73E-8  ;
 241   fThhadrong[2] = 9.52E-10 ;
 242   fTFhhadrong = new TFormula("ToF response to heavy hadrons" , "gaus") ;
 243   fTFhhadrong->SetParameters( fThhadrong[0], fThhadrong[1], fThhadrong[2]) ;
 244   //Landau (max probability to inf)
 245   fThhadronl[0] = 0.139    ;
 246   //fThhadronl[0] = 5.53      ;
 247   fThhadronl[1] = 1.745E-8  ;
 248   fThhadronl[2] = 1.00E-9  ;
 249   fTFhhadronl = new TFormula("ToF response to heavy hadrons" , "landau") ;
 250   fTFhhadronl->SetParameters( fThhadronl[0], fThhadronl[1], fThhadronl[2]) ;
 251
 252 /// /gaussian parametrization for pions
 253 //   fTpion[0] = 3.93E-2 ;  fTpion[1] = 0.130   ; fTpion[2] =-6.37E-2 ;//constant
 254 //   fTpion[3] = 1.65E-8 ;  fTpion[4] =-1.40E-9 ; fTpion[5] = 5.96E-10;//mean
 255 //   fTpion[6] = 8.09E-10;  fTpion[7] =-4.65E-10; fTpion[8] = 1.50E-10;//sigma
 256
 257 // //landau parametrization for kaons
 258 //   fTkaon[0] = 0.107   ;  fTkaon[1] = 0.166   ; fTkaon[2] = 0.243   ;//constant
 259 //   fTkaon[3] = 1.80E-8 ;  fTkaon[4] =-2.96E-9 ; fTkaon[5] = 9.60E-10;//mean
 260 //   fTkaon[6] = 1.37E-9 ;  fTkaon[7] =-1.80E-9 ; fTkaon[8] = 6.74E-10;//sigma
 261
 262 // //landau parametrization for nucleons
 263 //   fThhadron[0] = 6.33E-2 ;  fThhadron[1] = 2.52E-2 ; fThhadron[2] = 2.16E-2 ;//constant
 264 //   fThhadron[3] = 1.94E-8 ;  fThhadron[4] =-7.06E-10; fThhadron[5] =-4.69E-10;//mean
 265 //   fThhadron[6] = 2.55E-9 ;  fThhadron[7] =-1.90E-9 ; fThhadron[8] = 5.41E-10;//sigma
 266
 267
 268   // Shower shape: dispersion gaussian parameters
 269   // Photons
 270
 271 //   fDphoton[0] = 3.84e-2;  fDphoton[1] = 4.46e-3 ; fDphoton[2] = -2.36e-2;//constant
 272 //   //fDphoton[0] = 1.0    ;  fDphoton[1] = 0.      ; fDphoton[2] = 0.     ;//constant
 273 //   fDphoton[3] = 1.55   ;  fDphoton[4] =-0.0863  ; fDphoton[5] = 0.287   ;//mean
 274 //   fDphoton[6] = 0.0451 ;  fDphoton[7] =-0.0803  ; fDphoton[8] = 0.314   ;//sigma
 275
 276    fDphoton[0] = 4.62e-2;  fDphoton[1] = 1.39e-2 ; fDphoton[2] = -3.80e-2;//constant
 277    //fDphoton[0] = 1.0    ;  fDphoton[1] = 0.      ; fDphoton[2] = 0.     ;//constant
 278    fDphoton[3] = 1.53   ;  fDphoton[4] =-6.62e-2 ; fDphoton[5] = 0.339   ;//mean
 279    fDphoton[6] = 6.89e-2;  fDphoton[7] =-6.59e-2 ; fDphoton[8] = 0.194   ;//sigma
 280
 281    fDpi0[0] = 0.0586  ;  fDpi0[1] = 1.06E-3 ; fDpi0[2] = 0.      ;//constant
 282    //fDpi0[0] = 1.0     ;  fDpi0[1] = 0.0     ; fDpi0[2] = 0.      ;//constant
 283   fDpi0[3] = 2.67    ;  fDpi0[4] =-2.00E-2 ; fDpi0[5] = 9.37E-5 ;//mean
 284   fDpi0[6] = 0.153   ;  fDpi0[7] = 9.34E-4 ; fDpi0[8] =-1.49E-5 ;//sigma
 285   //landau
 286 //   fDhadron[0] = 0.007  ;  fDhadron[1] = 0.      ; fDhadron[2] = 0.    ;//constant
 287 //   //fDhadron[0] = 5.53   ;  fDhadron[1] = 0.      ; fDhadron[2] = 0.    ;//constant
 288 //   fDhadron[3] = 3.38   ;  fDhadron[4] = 0.0833  ; fDhadron[5] =-0.845 ;//mean
 289 //   fDhadron[6] = 0.627  ;  fDhadron[7] = 0.012   ; fDhadron[8] =-0.170 ;//sigma
 290
 291   fDhadron[0] = 1.61E-2 ;  fDhadron[1] = 3.03E-3 ; fDhadron[2] = 1.01E-2 ;//constant
 292   fDhadron[3] = 3.81    ;  fDhadron[4] = 0.232   ; fDhadron[5] =-1.25    ;//mean
 293   fDhadron[6] = 0.897   ;  fDhadron[7] = 0.0987  ; fDhadron[8] =-0.534   ;//sigma
 294   // Muons
 295   fDmuon[0] = 0.0631     ;
 296   fDmuon[1] = 1.4 ;
 297   fDmuon[2] = 0.0557 ;
 298   fDFmuon = new TFormula("Shower shape response to muons" , "landau") ;
 299   fDFmuon->SetParameters( fDmuon[0], fDmuon[1], fDmuon[2]) ;
 300
 301
 302   // x(CPV-EMC) distance gaussian parameters
 303
 304   fXelectron[0] = 8.06e-2 ;  fXelectron[1] = 1.00e-2; fXelectron[2] =-5.14e-2;//constant
 305   //fXelectron[0] = 1.0     ;  fXelectron[1] = 0.     ; fXelectron[2] = 0.    ;//constant
 306   fXelectron[3] = 0.202   ;  fXelectron[4] = 8.15e-3; fXelectron[5] = 4.55   ;//mean
 307   fXelectron[6] = 0.334   ;  fXelectron[7] = 0.186  ; fXelectron[8] = 4.32e-2;//sigma
 308
 309   //charged hadrons gaus
 310   fXcharged[0] = 6.43e-3 ;  fXcharged[1] =-4.19e-5; fXcharged[2] = 1.42e-3;//constant
 311   fXcharged[3] = 2.75    ;  fXcharged[4] =-0.40   ; fXcharged[5] = 1.68   ;//mean
 312   fXcharged[6] = 3.135   ;  fXcharged[7] =-9.41e-2; fXcharged[8] = 1.31e-2;//sigma
 313
 314   // z(CPV-EMC) distance gaussian parameters
 315
 316   fZelectron[0] = 8.22e-2 ;  fZelectron[1] = 5.11e-3; fZelectron[2] =-3.05e-2;//constant
 317   //fZelectron[0] = 1.0     ;  fZelectron[1] = 0.     ; fZelectron[2] = 0.    ;//constant
 318   fZelectron[3] = 3.09e-2 ;  fZelectron[4] = 5.87e-2; fZelectron[5] =-9.49e-2;//mean
 319   fZelectron[6] = 0.263   ;  fZelectron[7] =-9.02e-3; fZelectron[8] = 0.151 ;//sigma
 320
 321   //charged hadrons gaus
 322
 323   fZcharged[0] = 1.00e-2 ;  fZcharged[1] = 2.82E-4 ; fZcharged[2] = 2.87E-3 ;//constant
 324   fZcharged[3] =-4.68e-2 ;  fZcharged[4] =-9.21e-3 ; fZcharged[5] = 4.91e-2 ;//mean
 325   fZcharged[6] = 1.425   ;  fZcharged[7] =-5.90e-2 ; fZcharged[8] = 5.07e-2 ;//sigma
 326
 327   for (Int_t i =0; i<  AliPID::kSPECIESN ; i++)
 328     fInitPID[i] = 1.;
 329
 330 }
 331
 332 //________________________________________________________________________
 333 void  AliPHOSPIDv1::Exec(Option_t *option)
 334 {
 335   // Steering method to perform particle reconstruction and identification
 336   // for the event range from fFirstEvent to fLastEvent.
 337   // This range is optionally set by SetEventRange().
 338   // if fLastEvent=-1 (by default), then process events until the end.
 339
 340   if(strstr(option,"tim"))
 341     gBenchmark->Start("PHOSPID");
 342
 343   if(strstr(option,"print")) {
 344     Print() ;
 345     return ;
 346   }
 347
 348
 349   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 350
 351   if (fLastEvent == -1)
 352     fLastEvent = gime->MaxEvent() - 1 ;
 353   else
 354     fLastEvent = TMath::Min(fLastEvent,gime->MaxEvent());
 355   Int_t nEvents   = fLastEvent - fFirstEvent + 1;
 356
 357   Int_t ievent ;
 358   for (ievent = fFirstEvent; ievent <= fLastEvent; ievent++) {
 359     gime->Event(ievent,"TR") ;
 360     if(gime->TrackSegments() && //Skip events, where no track segments made
 361        gime->TrackSegments()->GetEntriesFast()) {
 362       MakeRecParticles() ;
 363
 364       if(fBayesian)
 365         MakePID() ;
 366
 367       WriteRecParticles();
 368       if(strstr(option,"deb"))
 369         PrintRecParticles(option) ;
 370       //increment the total number of rec particles per run
 371       fRecParticlesInRun += gime->RecParticles()->GetEntriesFast() ;
 372     }
 373   }
 374   if(strstr(option,"deb"))
 375       PrintRecParticles(option);
 376   if(strstr(option,"tim")){
 377     gBenchmark->Stop("PHOSPID");
 378     AliInfo(Form("took %f seconds for PID %f seconds per event",
 379          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSPID"),
 380          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSPID")/nEvents)) ;
 381   }
 382   if(fWrite)
 383     Unload();
 384 }
 385
 386 //________________________________________________________________________
 387 Double_t  AliPHOSPIDv1::GausF(Double_t  x, Double_t  y, Double_t * par)
 388 {
 389   //Given the energy x and the parameter y (tof, shower dispersion or cpv-emc distance),
 390   //this method returns a density probability of this parameter, given by a gaussian
 391   //function whose parameters depend with the energy  with a function: a/(x*x)+b/x+b
 392   Double_t cnt    = par[1] / (x*x) + par[2] / x + par[0] ;
 393   Double_t mean   = par[4] / (x*x) + par[5] / x + par[3] ;
 394   Double_t sigma  = par[7] / (x*x) + par[8] / x + par[6] ;
 395
 396   //  Double_t arg    = - (y-mean) * (y-mean) / (2*sigma*sigma) ;
 397   //  return cnt * TMath::Exp(arg) ;
 398   if(TMath::Abs(sigma) > 1.e-10){
 399     return cnt*TMath::Gaus(y,mean,sigma);
 400   }
 401   else
 402     return 0.;
 403
 404 }
 405 //________________________________________________________________________
 406 Double_t  AliPHOSPIDv1::GausPol2(Double_t  x, Double_t y, Double_t * par)
 407 {
 408   //Given the energy x and the parameter y (tof, shower dispersion or cpv-emc distance),
 409   //this method returns a density probability of this parameter, given by a gaussian
 410   //function whose parameters depend with the energy like second order polinomial
 411
 412   Double_t cnt    = par[0] + par[1] * x + par[2] * x * x ;
 413   Double_t mean   = par[3] + par[4] * x + par[5] * x * x ;
 414   Double_t sigma  = par[6] + par[7] * x + par[8] * x * x ;
 415
 416   if(TMath::Abs(sigma) > 1.e-10){
 417     return cnt*TMath::Gaus(y,mean,sigma);
 418   }
 419   else
 420     return 0.;
 421
 422
 423
 424 }
 425
 426 //____________________________________________________________________________
 427 const TString AliPHOSPIDv1::GetFileNamePrincipal(TString particle) const
 428 {
 429   //Get file name that contains the PCA for a particle ("photon or pi0")
 430   particle.ToLower();
 431   TString name;
 432   if      (particle=="photon")
 433     name = fFileNamePrincipalPhoton ;
 434   else if (particle=="pi0"   )
 435     name = fFileNamePrincipalPi0    ;
 436   else
 437     AliError(Form("Wrong particle name: %s (choose from pi0/photon)\n",
 438                   particle.Data()));
 439   return name;
 440 }
 441
 442 //____________________________________________________________________________
 443 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterCalibration(Int_t i) const
 444 {
 445   // Get the i-th parameter "Calibration"
 446   Float_t param = 0.;
 447   if (i>2 || i<0) {
 448     AliError(Form("Invalid parameter number: %d",i));
 449   } else
 450     param = (*fParameters)(0,i);
 451   return param;
 452 }
 453
 454 //____________________________________________________________________________
 455 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetCalibratedEnergy(Float_t e) const
 456 {
 457 //      It calibrates Energy depending on the recpoint energy.
 458 //      The energy of the reconstructed cluster is corrected with
 459 //      the formula A + B* E  + C* E^2, whose parameters where obtained
 460 //      through the study of the reconstructed energy distribution of
 461 //      monoenergetic photons.
 462
 463   Float_t p[]={0.,0.,0.};
 464   for (Int_t i=0; i<3; i++) p[i] = GetParameterCalibration(i);
 465   Float_t enerec = p[0] +  p[1]*e + p[2]*e*e;
 466   return enerec ;
 467
 468 }
 469
 470 //____________________________________________________________________________
 471 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterCpv2Emc(Int_t i, TString axis) const
 472 {
 473   // Get the i-th parameter "CPV-EMC distance" for the specified axis
 474   Float_t param = 0.;
 475   if(i>2 || i<0) {
 476     AliError(Form("Invalid parameter number: %d",i));
 477   } else {
 478     axis.ToLower();
 479     if      (axis == "x")
 480       param = (*fParameters)(1,i);
 481     else if (axis == "z")
 482       param = (*fParameters)(2,i);
 483     else {
 484       AliError(Form("Invalid axis name: %s",axis.Data()));
 485     }
 486   }
 487   return  param;
 488 }
 489
 490 //____________________________________________________________________________
 491 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetCpv2EmcDistanceCut(TString axis, Float_t e) const
 492 {
 493   // Get CpvtoEmcDistance Cut depending on the cluster energy, axis and
 494   // Purity-Efficiency point
 495
 496   axis.ToLower();
 497   Float_t p[]={0.,0.,0.};
 498   for (Int_t i=0; i<3; i++) p[i] = GetParameterCpv2Emc(i,axis);
 499   Float_t sig = p[0] + TMath::Exp(p[1] - p[2]*e);
 500   return sig;
 501 }
 502
 503 //____________________________________________________________________________
 504 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetEllipseParameter(TString particle, TString param, Float_t e) const
 505 {
 506   // Calculates the parameter param of the ellipse
 507
 508   particle.ToLower();
 509   param.   ToLower();
 510   Float_t p[4]={0.,0.,0.,0.};
 511   Float_t value = 0.0;
 512   for (Int_t i=0; i<4; i++) p[i] = GetParameterToCalculateEllipse(particle,param,i);
 513   if (particle == "photon") {
 514     if      (param.Contains("a"))  e = TMath::Min((Double_t)e,70.);
 515     else if (param.Contains("b"))  e = TMath::Min((Double_t)e,70.);
 516     else if (param.Contains("x0")) e = TMath::Max((Double_t)e,1.1);
 517   }
 518
 519  if (particle == "photon")
 520     value = p[0]/TMath::Sqrt(e) + p[1]*e + p[2]*e*e + p[3];
 521   else if (particle == "pi0")
 522     value = p[0] + p[1]*e + p[2]*e*e;
 523
 524   return value;
 525 }
 526
 527 //_____________________________________________________________________________
 528 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterPhotonBoundary (Int_t i) const
 529 {
 530   // Get the parameter "i" to calculate the boundary on the moment M2x
 531   // for photons at high p_T
 532   Float_t param = 0;
 533   if (i>3 || i<0) {
 534     AliError(Form("Wrong parameter number: %d\n",i));
 535   } else
 536     param = (*fParameters)(14,i) ;
 537   return param;
 538 }
 539
 540 //____________________________________________________________________________
 541 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterPi0Boundary (Int_t i) const
 542 {
 543   // Get the parameter "i" to calculate the boundary on the moment M2x
 544   // for pi0 at high p_T
 545   Float_t param = 0;
 546   if (i>2 || i<0) {
 547     AliError(Form("Wrong parameter number: %d\n",i));
 548   } else
 549     param = (*fParameters)(15,i) ;
 550   return param;
 551 }
 552
 553 //____________________________________________________________________________
 554 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterTimeGate(Int_t i) const
 555 {
 556   // Get TimeGate parameter depending on Purity-Efficiency i:
 557   // i=0 - Low purity, i=1 - Medium purity, i=2 - High purity
 558   Float_t param = 0.;
 559   if(i>2 || i<0) {
 560     AliError(Form("Invalid Efficiency-Purity choice %d",i));
 561   } else
 562     param = (*fParameters)(3,i) ;
 563   return param;
 564 }
 565
 566 //_____________________________________________________________________________
 567 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterToCalculateEllipse(TString particle, TString param, Int_t i) const
 568 {
 569   // Get the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse
 570   // parameter "param" for the particle "particle" ("photon" or "pi0")
 571
 572   particle.ToLower();
 573   param.   ToLower();
 574   Int_t offset = -1;
 575   if      (particle == "photon")
 576     offset=0;
 577   else if (particle == "pi0")
 578     offset=5;
 579   else
 580     AliError(Form("Wrong particle name: %s (choose from pi0/photon)\n",
 581                   particle.Data()));
 582
 583   Int_t p= -1;
 584   Float_t par = 0;
 585
 586   if     (param.Contains("a")) p=4+offset;
 587   else if(param.Contains("b")) p=5+offset;
 588   else if(param.Contains("c")) p=6+offset;
 589   else if(param.Contains("x0"))p=7+offset;
 590   else if(param.Contains("y0"))p=8+offset;
 591
 592   if      (i>4 || i<0) {
 593     AliError(Form("No parameter with index %d", i)) ;
 594   } else if (p==-1) {
 595     AliError(Form("No parameter with name %s", param.Data() )) ;
 596   } else
 597     par = (*fParameters)(p,i) ;
 598
 599   return par;
 600 }
 601
 602
 603 //____________________________________________________________________________
 604 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetDistance(AliPHOSEmcRecPoint * emc,AliPHOSCpvRecPoint * cpv, Option_t *  axis)const
 605 {
 606   // Calculates the distance between the EMC RecPoint and the PPSD RecPoint
 607
 608   const AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGetter::Instance()->PHOSGeometry() ;
 609   TVector3 vecEmc ;
 610   TVector3 vecCpv ;
 611   if(cpv){
 612     emc->GetLocalPosition(vecEmc) ;
 613     cpv->GetLocalPosition(vecCpv) ;
 614
 615     if(emc->GetPHOSMod() == cpv->GetPHOSMod()){
 616       // Correct to difference in CPV and EMC position due to different distance to center.
 617       // we assume, that particle moves from center
 618       Float_t dCPV = geom->GetIPtoOuterCoverDistance();
 619       Float_t dEMC = geom->GetIPtoCrystalSurface() ;
 620       dEMC         = dEMC / dCPV ;
 621       vecCpv = dEMC * vecCpv  - vecEmc ;
 622       if (axis == "X") return vecCpv.X();
 623       if (axis == "Y") return vecCpv.Y();
 624       if (axis == "Z") return vecCpv.Z();
 625       if (axis == "R") return vecCpv.Mag();
 626     }
 627     return 100000000 ;
 628   }
 629   return 100000000 ;
 630 }
 631 //____________________________________________________________________________
 632 Int_t  AliPHOSPIDv1::GetCPVBit(AliPHOSEmcRecPoint * emc,AliPHOSCpvRecPoint * cpv, Int_t effPur, Float_t e) const
 633 {
 634   //Calculates the pid bit for the CPV selection per each purity.
 635   if(effPur>2 || effPur<0)
 636     AliError(Form("Invalid Efficiency-Purity choice %d",effPur));
 637
 638   Float_t sigX = GetCpv2EmcDistanceCut("X",e);
 639   Float_t sigZ = GetCpv2EmcDistanceCut("Z",e);
 640
 641   Float_t deltaX = TMath::Abs(GetDistance(emc, cpv,  "X"));
 642   Float_t deltaZ = TMath::Abs(GetDistance(emc, cpv,  "Z"));
 643   //Info("GetCPVBit"," xdist %f, sigx %f, zdist %f, sigz %f",deltaX, sigX, deltaZ,sigZ ) ;
 644   if((deltaX>sigX*(effPur+1))&&(deltaZ>sigZ*(effPur+1)))
 645     return 1;//Neutral
 646   else
 647     return 0;//Charged
 648 }
 649
 650 //____________________________________________________________________________
 651 Int_t  AliPHOSPIDv1::GetPrincipalBit(TString particle, const Double_t* p, Int_t effPur, Float_t e)const
 652 {
 653   //Is the particle inside de PCA ellipse?
 654
 655   particle.ToLower();
 656   Int_t    prinbit  = 0 ;
 657   Float_t a        = GetEllipseParameter(particle,"a" , e);
 658   Float_t b        = GetEllipseParameter(particle,"b" , e);
 659   Float_t c        = GetEllipseParameter(particle,"c" , e);
 660   Float_t x0 = GetEllipseParameter(particle,"x0", e);
 661   Float_t y0 = GetEllipseParameter(particle,"y0", e);
 662
 663   Float_t r = TMath::Power((p[0] - x0)/a,2) +
 664               TMath::Power((p[1] - y0)/b,2) +
 665             c*(p[0] -  x0)*(p[1] - y0)/(a*b) ;
 666   //3 different ellipses defined
 667   if((effPur==2) && (r<1./2.)) prinbit= 1;
 668   if((effPur==1) && (r<2.   )) prinbit= 1;
 669   if((effPur==0) && (r<9./2.)) prinbit= 1;
 670
 671   if(r<0)
 672     AliError("Negative square?") ;
 673
 674   return prinbit;
 675
 676 }
 677 //____________________________________________________________________________
 678 Int_t  AliPHOSPIDv1::GetHardPhotonBit(AliPHOSEmcRecPoint * emc) const
 679 {
 680   // Set bit for identified hard photons (E > 30 GeV)
 681   // if the second moment M2x is below the boundary
 682
 683   Float_t e   = emc->GetEnergy();
 684   if (e < 30.0) return 0;
 685   Float_t m2x = emc->GetM2x();
 686   Float_t m2xBoundary = GetParameterPhotonBoundary(0) *
 687     TMath::Exp(-TMath::Power(e-GetParameterPhotonBoundary(1),2)/2.0/
 688                 TMath::Power(GetParameterPhotonBoundary(2),2)) +
 689     GetParameterPhotonBoundary(3);
 690   AliDebug(1, Form("GetHardPhotonBit","E=%f, m2x=%f, boundary=%f",
 691                        e,m2x,m2xBoundary));
 692   if (m2x < m2xBoundary)
 693     return 1;// A hard photon
 694   else
 695     return 0;// Not a hard photon
 696 }
 697
 698 //____________________________________________________________________________
 699 Int_t  AliPHOSPIDv1::GetHardPi0Bit(AliPHOSEmcRecPoint * emc) const
 700 {
 701   // Set bit for identified hard pi0  (E > 30 GeV)
 702   // if the second moment M2x is above the boundary
 703
 704   Float_t e   = emc->GetEnergy();
 705   if (e < 30.0) return 0;
 706   Float_t m2x = emc->GetM2x();
 707   Float_t m2xBoundary = GetParameterPi0Boundary(0) +
 708                     e * GetParameterPi0Boundary(1);
 709   AliDebug(1,Form("E=%f, m2x=%f, boundary=%f",e,m2x,m2xBoundary));
 710   if (m2x > m2xBoundary)
 711     return 1;// A hard pi0
 712   else
 713     return 0;// Not a hard pi0
 714 }
 715
 716 //____________________________________________________________________________
 717 TVector3 AliPHOSPIDv1::GetMomentumDirection(AliPHOSEmcRecPoint * emc, AliPHOSCpvRecPoint * )const
 718 {
 719   // Calculates the momentum direction:
 720   //   1. if only a EMC RecPoint, direction is given by IP and this RecPoint
 721   //   2. if a EMC RecPoint and CPV RecPoint, direction is given by the line through the 2 recpoints
 722   //  However because of the poor position resolution of PPSD the direction is always taken as if we were
 723   //  in case 1.
 724
 725   TVector3 dir(0,0,0) ;
 726
 727   TVector3 emcglobalpos ;
 728   TMatrix  dummy ;
 729
 730   emc->GetGlobalPosition(emcglobalpos, dummy) ;
 731
 732
 733   dir = emcglobalpos ;
 734   dir.SetMag(1.) ;
 735
 736   //account correction to the position of IP
 737   Float_t xo,yo,zo ; //Coordinates of the origin
 738   if(gAlice && gAlice->GetMCApp() && gAlice->Generator())
 739     gAlice->Generator()->GetOrigin(xo,yo,zo) ;
 740   else{
 741     xo=yo=zo=0.;
 742   }
 743   TVector3 origin(xo,yo,zo);
 744   dir = dir - origin ;
 745
 746   return dir ;
 747 }
 748
 749 //________________________________________________________________________
 750 Double_t  AliPHOSPIDv1::LandauF(Double_t  x, Double_t y, Double_t * par)
 751 {
 752   //Given the energy x and the parameter y (tof, shower dispersion or cpv-emc distance),
 753   //this method returns a density probability of this parameter, given by a landau
 754   //function whose parameters depend with the energy  with a function: a/(x*x)+b/x+b
 755
 756   Double_t cnt    = par[1] / (x*x) + par[2] / x + par[0] ;
 757   Double_t mean   = par[4] / (x*x) + par[5] / x + par[3] ;
 758   Double_t sigma  = par[7] / (x*x) + par[8] / x + par[6] ;
 759
 760   if(TMath::Abs(sigma) > 1.e-10){
 761     return cnt*TMath::Landau(y,mean,sigma);
 762   }
 763   else
 764     return 0.;
 765
 766 }
 767 //________________________________________________________________________
 768 Double_t  AliPHOSPIDv1::LandauPol2(Double_t  x, Double_t y, Double_t * par)
 769 {
 770
 771   //Given the energy x and the parameter y (tof, shower dispersion or cpv-emc distance),
 772   //this method returns a density probability of this parameter, given by a landau
 773   //function whose parameters depend with the energy like second order polinomial
 774
 775   Double_t cnt    = par[2] * (x*x) + par[1] * x + par[0] ;
 776   Double_t mean   = par[5] * (x*x) + par[4] * x + par[3] ;
 777   Double_t sigma  = par[8] * (x*x) + par[7] * x + par[6] ;
 778
 779    if(TMath::Abs(sigma) > 1.e-10){
 780     return cnt*TMath::Landau(y,mean,sigma);
 781   }
 782   else
 783     return 0.;
 784
 785
 786 }
 787 // //________________________________________________________________________
 788 // Double_t  AliPHOSPIDv1::ChargedHadronDistProb(Double_t  x, Double_t y, Double_t * parg, Double_t * parl)
 789 // {
 790 //   Double_t cnt   = 0.0 ;
 791 //   Double_t mean  = 0.0 ;
 792 //   Double_t sigma = 0.0 ;
 793 //   Double_t arg   = 0.0 ;
 794 //   if (y < parl[4] / (x*x) + parl[5] / x + parl[3]){
 795 //     cnt    = parg[1] / (x*x) + parg[2] / x + parg[0] ;
 796 //     mean   = parg[4] / (x*x) + parg[5] / x + parg[3] ;
 797 //     sigma  = parg[7] / (x*x) + parg[8] / x + parg[6] ;
 798 //     TF1 * f = new TF1("gaus","gaus",0.,100.);
 799 //     f->SetParameters(cnt,mean,sigma);
 800 //     arg  = f->Eval(y) ;
 801 //   }
 802 //   else{
 803 //     cnt    = parl[1] / (x*x) + parl[2] / x + parl[0] ;
 804 //     mean   = parl[4] / (x*x) + parl[5] / x + parl[3] ;
 805 //     sigma  = parl[7] / (x*x) + parl[8] / x + parl[6] ;
 806 //     TF1 * f = new TF1("landau","landau",0.,100.);
 807 //     f->SetParameters(cnt,mean,sigma);
 808 //     arg  = f->Eval(y) ;
 809 //   }
 810 //   //  Double_t mean   = par[3] + par[4] * x + par[5] * x * x ;
 811 //   //   Double_t sigma  = par[6] + par[7] * x + par[8] * x * x ;
 812
 813 //   //Double_t arg    = -(y-mean)*(y-mean)/(2*sigma*sigma) ;
 814 //   //return cnt * TMath::Exp(arg) ;
 815
 816 //   return arg;
 817
 818 // }
 819 //____________________________________________________________________________
 820 void  AliPHOSPIDv1::MakePID()
 821 {
 822   // construct the PID weight from a Bayesian Method
 823
 824   Int_t index ;
 825   const Int_t kSPECIES = AliPID::kSPECIESN ;
 826   Int_t nparticles = AliPHOSGetter::Instance()->RecParticles()->GetEntriesFast() ;
 827
 828   //   const Int_t kMAXPARTICLES = 2000 ;
 829   //   if (nparticles >= kMAXPARTICLES)
 830   //     Error("MakePID", "Change size of MAXPARTICLES") ;
 831   //   Double_t stof[kSPECIES][kMAXPARTICLES] ;
 832
 833 //   const Int_t kMAXPARTICLES = 2000 ;
 834 //   if (nparticles >= kMAXPARTICLES)
 835 //     AliError("Change size of MAXPARTICLES") ;
 836 //   Double_t stof[kSPECIES][kMAXPARTICLES] ;
 837
 838   Double_t * stof[kSPECIES] ;
 839   Double_t * sdp [kSPECIES]  ;
 840   Double_t * scpv[kSPECIES] ;
 841
 842   //Info("MakePID","Begin MakePID");
 843
 844   for (Int_t i =0; i< kSPECIES; i++){
 845     stof[i] = new Double_t[nparticles] ;
 846     sdp [i] = new Double_t[nparticles] ;
 847     scpv[i] = new Double_t[nparticles] ;
 848   }
 849
 850   // make the normalized distribution of pid for this event
 851   // w(pid) in the Bayesian formulation
 852   for(index = 0 ; index < nparticles ; index ++) {
 853
 854     AliPHOSRecParticle * recpar  = AliPHOSGetter::Instance()->RecParticle(index) ;
 855     AliPHOSEmcRecPoint * emc     = AliPHOSGetter::Instance()->EmcRecPoint(index) ;
 856     AliPHOSCpvRecPoint * cpv     = AliPHOSGetter::Instance()->CpvRecPoint(index) ;
 857
 858     Float_t en   = emc->GetEnergy();
 859
 860     // Tof
 861
 862     //   Info("MakePID", "TOF");
 863     Double_t time = recpar->ToF() ;
 864     //cout<<">>>>>>>Energy "<<en<<"Time "<<time<<endl;
 865     //Electrons initial population to be removed
 866     fInitPID[AliPID::kEleCon]   = 0. ;
 867
 868     // now get the signals probability
 869     // s(pid) in the Bayesian formulation
 870
 871     stof[AliPID::kPhoton][index]   = 1.;
 872     stof[AliPID::kElectron][index] = 1.;
 873     stof[AliPID::kPion][index]     = 1.;
 874     stof[AliPID::kKaon][index]     = 1.;
 875     stof[AliPID::kProton][index]   = 1.;
 876     stof[AliPID::kNeutron][index]  = 1.;
 877     stof[AliPID::kEleCon][index]   = 1.;
 878     stof[AliPID::kKaon0][index]    = 1.;
 879     stof[AliPID::kMuon][index]     = 1.;
 880
 881     if(en < 2.) {
 882       stof[AliPID::kPhoton][index]   = fTFphoton     ->Eval(time) ; //gaus distribution
 883       stof[AliPID::kPion][index]     = fTFpiong      ->Eval(time) ; //gaus distribution
 884       stof[AliPID::kElectron][index] = stof[AliPID::kPion][index]  ;
 885
 886       if(time < fTkaonl[1])
 887         stof[AliPID::kKaon][index]     = fTFkaong      ->Eval(time) ; //gaus distribution
 888       else
 889         stof[AliPID::kKaon][index]     = fTFkaonl      ->Eval(time) ; //landau distribution
 890       if(time < fThhadronl[1])
 891         stof[AliPID::kProton][index]   = fTFhhadrong   ->Eval(time) ; //gaus distribution
 892       else
 893         stof[AliPID::kProton][index]   = fTFhhadronl   ->Eval(time) ; //landau distribution
 894
 895       stof[AliPID::kNeutron][index]  = stof[AliPID::kProton][index] ;
 896       stof[AliPID::kEleCon][index]   = stof[AliPID::kPhoton][index] ;
 897       // a conversion electron has the photon ToF
 898       stof[AliPID::kKaon0][index]    = stof[AliPID::kKaon][index] ;
 899       stof[AliPID::kMuon][index]     = stof[AliPID::kPhoton][index] ;
 900     }
 901
 902     //    Info("MakePID", "Dispersion");
 903
 904     // Shower shape: Dispersion
 905     Float_t dispersion = emc->GetDispersion();
 906     //dispersion is not well defined if the cluster is only in few crystals
 907
 908     sdp[AliPID::kPhoton][index]   = 1. ;
 909     sdp[AliPID::kElectron][index] = 1. ;
 910     sdp[AliPID::kPion][index]     = 1. ;
 911     sdp[AliPID::kKaon][index]     = 1. ;
 912     sdp[AliPID::kProton][index]   = 1. ;
 913     sdp[AliPID::kNeutron][index]  = 1. ;
 914     sdp[AliPID::kEleCon][index]   = 1. ;
 915     sdp[AliPID::kKaon0][index]    = 1. ;
 916     sdp[AliPID::kMuon][index]     = 1. ;
 917
 918     if(en > 0.5 && emc->GetMultiplicity() > 3){
 919       sdp[AliPID::kPhoton][index]   = GausF   (en , dispersion, fDphoton) ;
 920       sdp[AliPID::kElectron][index] = sdp[AliPID::kPhoton][index] ;
 921       sdp[AliPID::kPion][index]     = LandauF(en , dispersion, fDhadron ) ;
 922       sdp[AliPID::kKaon][index]     = sdp[AliPID::kPion][index]  ;
 923       sdp[AliPID::kProton][index]   = sdp[AliPID::kPion][index]  ;
 924       sdp[AliPID::kNeutron][index]  = sdp[AliPID::kPion][index]  ;
 925       sdp[AliPID::kEleCon][index]   = sdp[AliPID::kPhoton][index];
 926       sdp[AliPID::kKaon0][index]    = sdp[AliPID::kPion][index]  ;
 927       sdp[AliPID::kMuon][index]     = fDFmuon ->Eval(dispersion) ; //landau distribution
 928     }
 929
 930 //     Info("MakePID","multiplicity %d, dispersion %f", emc->GetMultiplicity(), dispersion);
 931 //     Info("MakePID","ss: photon %f, hadron %f ",  sdp[AliPID::kPhoton][index],  sdp[AliPID::kPion][index]);
 932
 933 //       cout<<">>>>>multiplicity "<<emc->GetMultiplicity()<<", dispersion "<< dispersion<<endl ;
 934 //       cout<<"<<<<<ss: photon   "<<sdp[AliPID::kPhoton][index]<<", hadron    "<<sdp[AliPID::kPion][index]<<endl;
 935
 936     // CPV-EMC  Distance
 937     //       Info("MakePID", "Distance");
 938     //    Float_t distance = GetDistance(emc, cpv,  "R") ;
 939     Float_t x        = TMath::Abs(GetDistance(emc, cpv,  "X")) ;
 940     Float_t z        = GetDistance(emc, cpv,  "Z") ;
 941     //    Info("MakePID", "Distance %f", distance);
 942     Double_t pcpv = 0 ;
 943     Double_t pcpvneutral  = 0. ;
 944     Double_t elprobx = GausF(en , x, fXelectron) ;
 945     Double_t elprobz = GausF(en , z, fZelectron) ;
 946     Double_t chprobx = GausF(en , x, fXcharged)  ;
 947     Double_t chprobz = GausF(en , z, fZcharged)  ;
 948     Double_t pcpvelectron = elprobx * elprobz;
 949     Double_t pcpvcharged  = chprobx * chprobz;
 950
 951 //     cout<<">>>>electron : x "<<x<<" xprob "<<elprobx<<" z "<<z<<" zprob "<<elprobz<<endl;
 952 //     cout<<">>>>hadron   : x "<<x<<" xprob "<<chprobx<<" z "<<z<<" zprob "<<chprobz<<endl;
 953 //     cout<<">>>>electron : px*pz "<<pcpvelectron <<" hadron: px*pz "<<pcpvcharged<<endl;
 954
 955     if(pcpvelectron >= pcpvcharged)
 956       pcpv = pcpvelectron ;
 957     else
 958       pcpv = pcpvcharged ;
 959
 960     if(pcpv < 1e-7)
 961       {
 962         pcpvneutral  = 1. ;
 963         pcpvcharged  = 0. ;
 964         pcpvelectron = 0. ;
 965       }
 966     //    else
 967     //      cout<<">>>>>>>>>>>CHARGED>>>>>>>>>>>"<<endl;
 968
 969     scpv[AliPID::kPion][index]     =  pcpvcharged  ;
 970     scpv[AliPID::kKaon][index]     =  pcpvcharged  ;
 971     scpv[AliPID::kProton][index]   =  pcpvcharged  ;
 972     scpv[AliPID::kPhoton][index]   =  pcpvneutral  ;
 973     scpv[AliPID::kElectron][index] =  pcpvelectron ;
 974     scpv[AliPID::kNeutron][index]  =  pcpvneutral  ;
 975     scpv[AliPID::kEleCon][index]   =  pcpvelectron ;
 976     scpv[AliPID::kKaon0][index]    =  pcpvneutral  ;
 977     scpv[AliPID::kMuon][index]     =  pcpvelectron ;
 978
 979     //   Info("MakePID", "CPV passed");
 980
 981     //Pi0
 982     stof[AliPID::kPi0][index]      = 0. ;
 983     scpv[AliPID::kPi0][index]      = 0. ;
 984     sdp [AliPID::kPi0][index]      = 0. ;
 985     fInitPID[AliPID::kPi0]         = 0. ;
 986
 987     if(en > 30.){
 988       // pi0 are detected via decay photon
 989       stof[AliPID::kPi0][index]  = fTFphoton  ->Eval(time) ;
 990       scpv[AliPID::kPi0][index]  = pcpvneutral  ;
 991       sdp [AliPID::kPi0][index]  = 1. ;
 992       if(emc->GetMultiplicity() > 3)
 993         sdp [AliPID::kPi0][index]  = GausPol2(en , dispersion, fDpi0) ;
 994     }
 995
 996     if(en > 0.5){
 997       //Muons deposit few energy
 998       scpv[AliPID::kMuon][index]     =  0 ;
 999       stof[AliPID::kMuon][index]     =  0 ;
1000       sdp [AliPID::kMuon][index]     =  0 ;
1001     }
1002
1003     if(en > 0.5){
1004       cout<<"######################################################"<<endl;
1005       //cout<<"MakePID: energy "<<en<<", tof "<<time<<", distance "<<distance<<", dispersion "<<dispersion<<endl ;
1006       cout<<"MakePID: energy "<<en<<", tof "<<time<<", dispersion "<<dispersion<<", x "<<x<<", z "<<z<<endl ;
1007       cout<<">>>>>multiplicity "<<emc->GetMultiplicity()<<endl;
1008       cout<<">>>>electron : xprob "<<elprobx<<" zprob "<<elprobz<<endl;
1009       cout<<">>>>hadron   : xprob "<<chprobx<<" zprob "<<chprobz<<endl;
1010       cout<<">>>>electron : px*pz "<<pcpvelectron <<" hadron: px*pz "<<pcpvcharged<<endl;
1011
1012
1013       cout<<"Photon   , pid "<< fInitPID[AliPID::kPhoton]<<" tof "<<stof[AliPID::kPhoton][index]
1014           <<", cpv "<<scpv[AliPID::kPhoton][index]<<", ss "<<sdp[AliPID::kPhoton][index]<<endl;
1015       cout<<"EleCon   , pid "<< fInitPID[AliPID::kEleCon]<<", tof "<<stof[AliPID::kEleCon][index]
1016           <<", cpv "<<scpv[AliPID::kEleCon][index]<<" ss "<<sdp[AliPID::kEleCon][index]<<endl;
1017       cout<<"Electron , pid "<< fInitPID[AliPID::kElectron]<<", tof "<<stof[AliPID::kElectron][index]
1018           <<", cpv "<<scpv[AliPID::kElectron][index]<<" ss "<<sdp[AliPID::kElectron][index]<<endl;
1019       cout<<"Muon     , pid "<< fInitPID[AliPID::kMuon]<<", tof "<<stof[AliPID::kMuon][index]
1020           <<", cpv "<<scpv[AliPID::kMuon][index]<<" ss "<<sdp[AliPID::kMuon][index]<<endl;
1021       cout<<"Pi0      , pid "<< fInitPID[AliPID::kPi0]<<", tof "<<stof[AliPID::kPi0][index]
1022           <<", cpv "<<scpv[AliPID::kPi0][index]<<" ss "<<sdp[AliPID::kPi0][index]<<endl;
1023       cout<<"Pion     , pid "<< fInitPID[AliPID::kPion]<<", tof "<<stof[AliPID::kPion][index]
1024           <<", cpv "<<scpv[AliPID::kPion][index]<<" ss "<<sdp[AliPID::kPion][index]<<endl;
1025       cout<<"Kaon0    , pid "<< fInitPID[AliPID::kKaon0]<<", tof "<<stof[AliPID::kKaon0][index]
1026           <<", cpv "<<scpv[AliPID::kKaon0][index]<<" ss "<<sdp[AliPID::kKaon0][index]<<endl;
1027       cout<<"Kaon     , pid "<< fInitPID[AliPID::kKaon]<<", tof "<<stof[AliPID::kKaon][index]
1028           <<", cpv "<<scpv[AliPID::kKaon][index]<<" ss "<<sdp[AliPID::kKaon][index]<<endl;
1029       cout<<"Neutron  , pid "<< fInitPID[AliPID::kNeutron]<<", tof "<<stof[AliPID::kNeutron][index]
1030           <<", cpv "<<scpv[AliPID::kNeutron][index]<<" ss "<<sdp[AliPID::kNeutron][index]<<endl;
1031       cout<<"Proton   , pid "<< fInitPID[AliPID::kProton]<<", tof "<<stof[AliPID::kProton][index]
1032           <<", cpv "<<scpv[AliPID::kProton][index]<<" ss "<<sdp[AliPID::kProton][index]<<endl;
1033       cout<<"######################################################"<<endl;
1034     }
1035   }
1036
1037   //for (index = 0 ; index < kSPECIES ; index++)
1038   // pid[index] /= nparticles ;
1039
1040   //  Info("MakePID", "Total Probability calculation");
1041
1042   for(index = 0 ; index < nparticles ; index ++) {
1043     // calculates the Bayesian weight
1044     Int_t jndex ;
1045     Double_t wn = 0.0 ;
1046     for (jndex = 0 ; jndex < kSPECIES ; jndex++)
1047       //wn += stof[jndex][index] * pid[jndex] ;
1048       wn += stof[jndex][index] * sdp[jndex][index]  * scpv[jndex][index] * fInitPID[jndex] ;
1049     //cout<<"*************wn "<<wn<<endl;
1050     AliPHOSRecParticle * recpar = AliPHOSGetter::Instance()->RecParticle(index) ;
1051     if (TMath::Abs(wn)>0)
1052       for (jndex = 0 ; jndex < kSPECIES ; jndex++) {
1053         //cout<<"jndex "<<jndex<<" wn "<<wn<<" SetPID * wn"
1054         //<<stof[jndex][index] * sdp[jndex][index] * pid[jndex]  << endl;
1055         //cout<<" tof "<<stof[jndex][index] << " disp " <<sdp[jndex][index] << " pid "<< fInitPID[jndex] << endl;
1056 //      cout<<"Particle "<<jndex<<"  final prob * wn   "
1057 //          <<stof[jndex][index] * sdp[jndex][index] * scpv[jndex][index] * fInitPID[jndex] <<"  wn  "<< wn<<endl;
1058         recpar->SetPID(jndex, stof[jndex][index] * sdp[jndex][index] *
1059                        scpv[jndex][index] * fInitPID[jndex] / wn) ;
1060 //      cout<<"final prob "<<stof[jndex][index] * sdp[jndex][index] * scpv[jndex][index] * fInitPID[jndex] / wn<<endl;
1061         //recpar->SetPID(jndex, stof[jndex][index] * fInitPID[jndex] / wn) ;
1062         //cout<<"After SetPID"<<endl;
1063         //recpar->Print();
1064       }
1065   }
1066   //  Info("MakePID", "Delete");
1067
1068     for (Int_t i =0; i< kSPECIES; i++){
1069       delete [] stof[i];
1070       delete [] sdp[i];
1071       delete [] scpv[i];
1072     }
1073   //  Info("MakePID","End MakePID");
1074 }
1075
1076 //____________________________________________________________________________
1077 void  AliPHOSPIDv1::MakeRecParticles()
1078 {
1079   // Makes a RecParticle out of a TrackSegment
1080
1081   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
1082   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
1083   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ;
1084   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments() ;
1085   if ( !emcRecPoints || !cpvRecPoints || !trackSegments ) {
1086     AliFatal("RecPoints or TrackSegments not found !") ;
1087   }
1088   TClonesArray * recParticles  = gime->RecParticles() ;
1089   recParticles->Clear();
1090
1091   TIter next(trackSegments) ;
1092   AliPHOSTrackSegment * ts ;
1093   Int_t index = 0 ;
1094   AliPHOSRecParticle * rp ;
1095   while ( (ts = (AliPHOSTrackSegment *)next()) ) {
1096
1097     new( (*recParticles)[index] ) AliPHOSRecParticle() ;
1098     rp = (AliPHOSRecParticle *)recParticles->At(index) ;
1099     rp->SetTrackSegment(index) ;
1100     rp->SetIndexInList(index) ;
1101
1102     AliPHOSEmcRecPoint * emc = 0 ;
1103     if(ts->GetEmcIndex()>=0)
1104       emc = (AliPHOSEmcRecPoint *) emcRecPoints->At(ts->GetEmcIndex()) ;
1105
1106     AliPHOSCpvRecPoint * cpv = 0 ;
1107     if(ts->GetCpvIndex()>=0)
1108       cpv = (AliPHOSCpvRecPoint *) cpvRecPoints->At(ts->GetCpvIndex()) ;
1109
1110     Int_t track = 0 ;
1111     track = ts->GetTrackIndex() ;
1112
1113     // Now set type (reconstructed) of the particle
1114
1115     // Choose the cluster energy range
1116
1117     if (!emc) {
1118       AliFatal(Form("-> emc(%d) = %d", ts->GetEmcIndex(), emc )) ;
1119     }
1120
1121     Float_t e = emc->GetEnergy() ;
1122
1123     Float_t  lambda[2] ;
1124     emc->GetElipsAxis(lambda) ;
1125
1126     if((lambda[0]>0.01) && (lambda[1]>0.01)){
1127       // Looking PCA. Define and calculate the data (X),
1128       // introduce in the function X2P that gives the components (P).
1129
1130       Float_t  spher = 0. ;
1131       Float_t  emaxdtotal = 0. ;
1132
1133       if((lambda[0]+lambda[1])!=0)
1134         spher=fabs(lambda[0]-lambda[1])/(lambda[0]+lambda[1]);
1135
1136       emaxdtotal=emc->GetMaximalEnergy()/emc->GetEnergy();
1137
1138       fX[0] = lambda[0] ;
1139       fX[1] = lambda[1] ;
1140       fX[2] = emc->GetDispersion() ;
1141       fX[3] = spher ;
1142       fX[4] = emc->GetMultiplicity() ;
1143       fX[5] = emaxdtotal ;
1144       fX[6] = emc->GetCoreEnergy() ;
1145
1146       fPrincipalPhoton->X2P(fX,fPPhoton);
1147       fPrincipalPi0   ->X2P(fX,fPPi0);
1148
1149     }
1150     else{
1151       fPPhoton[0]=-100.0;  //We do not accept clusters with
1152       fPPhoton[1]=-100.0;  //one cell as a photon-like
1153       fPPi0[0]   =-100.0;
1154       fPPi0[1]   =-100.0;
1155     }
1156
1157     Float_t time = emc->GetTime() ;
1158     rp->SetTof(time) ;
1159
1160     // Loop of Efficiency-Purity (the 3 points of purity or efficiency
1161     // are taken into account to set the particle identification)
1162     for(Int_t effPur = 0; effPur < 3 ; effPur++){
1163
1164       // Looking at the CPV detector. If RCPV greater than CpvEmcDistance,
1165       // 1st,2nd or 3rd bit (depending on the efficiency-purity point )
1166       // is set to 1
1167       if(GetCPVBit(emc, cpv, effPur,e) == 1 ){
1168         rp->SetPIDBit(effPur) ;
1169         //cout<<"CPV bit "<<effPur<<endl;
1170       }
1171       // Looking the TOF. If TOF smaller than gate,  4th, 5th or 6th
1172       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1
1173       if(time< (*fParameters)(3,effPur))
1174         rp->SetPIDBit(effPur+3) ;
1175
1176       //Photon PCA
1177       //If we are inside the ellipse, 7th, 8th or 9th
1178       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1
1179       if(GetPrincipalBit("photon",fPPhoton,effPur,e) == 1)
1180         rp->SetPIDBit(effPur+6) ;
1181
1182       //Pi0 PCA
1183       //If we are inside the ellipse, 10th, 11th or 12th
1184       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1
1185       if(GetPrincipalBit("pi0"   ,fPPi0   ,effPur,e) == 1)
1186         rp->SetPIDBit(effPur+9) ;
1187     }
1188     if(GetHardPhotonBit(emc))
1189       rp->SetPIDBit(12) ;
1190     if(GetHardPi0Bit   (emc))
1191       rp->SetPIDBit(13) ;
1192
1193     if(track >= 0)
1194       rp->SetPIDBit(14) ;
1195
1196     //Set momentum, energy and other parameters
1197     Float_t  encal = GetCalibratedEnergy(e);
1198     TVector3 dir   = GetMomentumDirection(emc,cpv) ;
1199     dir.SetMag(encal) ;
1200     rp->SetMomentum(dir.X(),dir.Y(),dir.Z(),encal) ;
1201     rp->SetCalcMass(0);
1202     rp->Name(); //If photon sets the particle pdg name to gamma
1203     rp->SetProductionVertex(0,0,0,0);
1204     rp->SetFirstMother(-1);
1205     rp->SetLastMother(-1);
1206     rp->SetFirstDaughter(-1);
1207     rp->SetLastDaughter(-1);
1208     rp->SetPolarisation(0,0,0);
1209     //Set the position in global coordinate system from the RecPoint
1210     AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
1211     AliPHOSTrackSegment * ts  = gime->TrackSegment(rp->GetPHOSTSIndex()) ;
1212     AliPHOSEmcRecPoint  * erp = gime->EmcRecPoint(ts->GetEmcIndex()) ;
1213     TVector3 pos ;
1214     geom->GetGlobal(erp, pos) ;
1215     rp->SetPos(pos);
1216     index++ ;
1217   }
1218 }
1219
1220 //____________________________________________________________________________
1221 void  AliPHOSPIDv1::Print() const
1222 {
1223   // Print the parameters used for the particle type identification
1224
1225     AliInfo("=============== AliPHOSPIDv1 ================") ;
1226     printf("Making PID\n") ;
1227     printf("    Pricipal analysis file from 0.5 to 100 %s\n", fFileNamePrincipalPhoton.Data() )   ;
1228     printf("    Name of parameters file     %s\n", fFileNameParameters.Data() )  ;
1229     printf("    Matrix of Parameters: 14x4\n") ;
1230     printf("        Energy Calibration  1x3 [3 parametres to calibrate energy: A + B* E + C * E^2]\n") ;
1231     printf("        RCPV 2x3 rows x and z, columns function cut parameters\n") ;
1232     printf("        TOF  1x3 [High Eff-Low Pur,Medium Eff-Pur, Low Eff-High Pur]\n") ;
1233     printf("        PCA  5x4 [5 ellipse parametres and 4 parametres to calculate them: A/Sqrt(E) + B* E + C * E^2 + D]\n") ;
1234     Printf("    Pi0 PCA  5x3 [5 ellipse parametres and 3 parametres to calculate them: A + B* E + C * E^2]\n") ;
1235     fParameters->Print() ;
1236 }
1237
1238
1239
1240 //____________________________________________________________________________
1241 void AliPHOSPIDv1::PrintRecParticles(Option_t * option)
1242 {
1243   // Print table of reconstructed particles
1244
1245   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
1246
1247   TClonesArray * recParticles = gime->RecParticles() ;
1248
1249   TString message ;
1250   message  = "\nevent " ;
1251   message += gAlice->GetEvNumber() ;
1252   message += "       found " ;
1253   message += recParticles->GetEntriesFast();
1254   message += " RecParticles\n" ;
1255
1256   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
1257     message += "\n  PARTICLE         Index    \n" ;
1258
1259     Int_t index ;
1260     for (index = 0 ; index < recParticles->GetEntries() ; index++) {
1261       AliPHOSRecParticle * rp = (AliPHOSRecParticle * ) recParticles->At(index) ;
1262       message += "\n" ;
1263       message += rp->Name().Data() ;
1264       message += " " ;
1265       message += rp->GetIndexInList() ;
1266       message += " " ;
1267       message += rp->GetType()  ;
1268     }
1269   }
1270   AliInfo(message.Data() ) ;
1271 }
1272
1273 //____________________________________________________________________________
1274 void  AliPHOSPIDv1::SetParameters()
1275 {
1276   // PCA : To do the Principal Components Analysis it is necessary
1277   // the Principal file, which is opened here
1278   fX       = new double[7]; // Data for the PCA
1279   fPPhoton = new double[7]; // Eigenvalues of the PCA
1280   fPPi0    = new double[7]; // Eigenvalues of the Pi0 PCA
1281
1282   // Read photon principals from the photon file
1283
1284   fFileNamePrincipalPhoton = "$ALICE_ROOT/PHOS/PCA8pa15_0.5-100.root" ;
1285   TFile f( fFileNamePrincipalPhoton.Data(), "read" ) ;
1286   fPrincipalPhoton = dynamic_cast<TPrincipal*> (f.Get("principal")) ;
1287   f.Close() ;
1288
1289   // Read pi0 principals from the pi0 file
1290
1291   fFileNamePrincipalPi0    = "$ALICE_ROOT/PHOS/PCA_pi0_40-120.root" ;
1292   TFile fPi0( fFileNamePrincipalPi0.Data(), "read" ) ;
1293   fPrincipalPi0    = dynamic_cast<TPrincipal*> (fPi0.Get("principal")) ;
1294   fPi0.Close() ;
1295
1296   // Open parameters file and initialization of the Parameters matrix.
1297   // In the File Parameters.dat are all the parameters. These are introduced
1298   // in a matrix of 16x4
1299   //
1300   // All the parameters defined in this file are, in order of row:
1301   // line   0   : calibration
1302   // lines  1,2 : CPV rectangular cat for X and Z
1303   // line   3   : TOF cut
1304   // lines  4-8 : parameters to calculate photon PCA ellipse
1305   // lines  9-13: parameters to calculate pi0 PCA ellipse
1306   // lines 14-15: parameters to calculate border for high-pt photons and pi0
1307
1308   fFileNameParameters = gSystem->ExpandPathName("$ALICE_ROOT/PHOS/Parameters.dat");
1309   fParameters = new TMatrix(16,4) ;
1310   const Int_t kMaxLeng=255;
1311   char string[kMaxLeng];
1312
1313   // Open a text file with PID parameters
1314   FILE *fd = fopen(fFileNameParameters.Data(),"r");
1315   if (!fd)
1316     AliFatal(Form("File %s with a PID parameters cannot be opened\n",
1317           fFileNameParameters.Data()));
1318
1319   Int_t i=0;
1320   // Read parameter file line-by-line and skip empty line and comments
1321   while (fgets(string,kMaxLeng,fd) != NULL) {
1322     if (string[0] == '\n' ) continue;
1323     if (string[0] == '!'  ) continue;
1324     sscanf(string, "%f %f %f %f",
1325            &(*fParameters)(i,0), &(*fParameters)(i,1),
1326            &(*fParameters)(i,2), &(*fParameters)(i,3));
1327     i++;
1328     AliDebug(1, Form("SetParameters", "line %d: %s",i,string));
1329   }
1330   fclose(fd);
1331 }
1332
1333 //____________________________________________________________________________
1334 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterCalibration(Int_t i,Float_t param)
1335 {
1336   // Set parameter "Calibration" i to a value param
1337   if(i>2 || i<0) {
1338     AliError(Form("Invalid parameter number: %d",i));
1339   } else
1340     (*fParameters)(0,i) = param ;
1341 }
1342
1343 //____________________________________________________________________________
1344 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterCpv2Emc(Int_t i, TString axis, Float_t cut)
1345 {
1346   // Set the parameters to calculate Cpv-to-Emc Distance Cut depending on
1347   // Purity-Efficiency point i
1348
1349   if(i>2 || i<0) {
1350     AliError(Form("Invalid parameter number: %d",i));
1351   } else {
1352     axis.ToLower();
1353     if      (axis == "x") (*fParameters)(1,i) = cut;
1354     else if (axis == "z") (*fParameters)(2,i) = cut;
1355     else {
1356       AliError(Form("Invalid axis name: %s",axis.Data()));
1357     }
1358   }
1359 }
1360
1361 //____________________________________________________________________________
1362 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterPhotonBoundary(Int_t i,Float_t param)
1363 {
1364   // Set parameter "Hard photon boundary" i to a value param
1365   if(i>4 || i<0) {
1366     AliError(Form("Invalid parameter number: %d",i));
1367   } else
1368     (*fParameters)(14,i) = param ;
1369 }
1370
1371 //____________________________________________________________________________
1372 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterPi0Boundary(Int_t i,Float_t param)
1373 {
1374   // Set parameter "Hard pi0 boundary" i to a value param
1375   if(i>1 || i<0) {
1376     AliError(Form("Invalid parameter number: %d",i));
1377   } else
1378     (*fParameters)(15,i) = param ;
1379 }
1380
1381 //_____________________________________________________________________________
1382 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterTimeGate(Int_t i, Float_t gate)
1383 {
1384   // Set the parameter TimeGate depending on Purity-Efficiency point i
1385   if (i>2 || i<0) {
1386     AliError(Form("Invalid Efficiency-Purity choice %d",i));
1387   } else
1388     (*fParameters)(3,i)= gate ;
1389 }
1390
1391 //_____________________________________________________________________________
1392 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterToCalculateEllipse(TString particle, TString param, Int_t i, Float_t par)
1393 {
1394   // Set the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse
1395   // parameter "param" for a particle "particle"
1396
1397   particle.ToLower();
1398   param.   ToLower();
1399   Int_t p= -1;
1400   Int_t offset=0;
1401
1402   if      (particle == "photon") offset=0;
1403   else if (particle == "pi0")    offset=5;
1404   else
1405     AliError(Form("Wrong particle name: %s (choose from pi0/photon)\n",
1406                   particle.Data()));
1407
1408   if     (param.Contains("a")) p=4+offset;
1409   else if(param.Contains("b")) p=5+offset;
1410   else if(param.Contains("c")) p=6+offset;
1411   else if(param.Contains("x0"))p=7+offset;
1412   else if(param.Contains("y0"))p=8+offset;
1413   if((i>4)||(i<0)) {
1414     AliError(Form("No parameter with index %d", i)) ;
1415   } else if(p==-1) {
1416     AliError(Form("No parameter with name %s", param.Data() )) ;
1417   } else
1418     (*fParameters)(p,i) = par ;
1419 }
1420
1421 //____________________________________________________________________________
1422 void AliPHOSPIDv1::Unload()
1423 {
1424   //Unloads RecPoints, Tracks and RecParticles
1425   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
1426   gime->PhosLoader()->UnloadRecPoints() ;
1427   gime->PhosLoader()->UnloadTracks() ;
1428   gime->PhosLoader()->UnloadRecParticles() ;
1429 }
1430
1431 //____________________________________________________________________________
1432 void  AliPHOSPIDv1::WriteRecParticles()
1433 {
1434   //It writes reconstructed particles and pid to file
1435
1436   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
1437
1438   TClonesArray * recParticles = gime->RecParticles() ;
1439   recParticles->Expand(recParticles->GetEntriesFast() ) ;
1440   if(fWrite){
1441     TTree * treeP =  gime->TreeP();
1442
1443     //First rp
1444     Int_t bufferSize = 32000 ;
1445     TBranch * rpBranch = treeP->Branch("PHOSRP",&recParticles,bufferSize);
1446     rpBranch->SetTitle(BranchName());
1447
1448     rpBranch->Fill() ;
1449
1450     gime->WriteRecParticles("OVERWRITE");
1451     gime->WritePID("OVERWRITE");
1452   }
1453 }
1454
1455
1456 //_______________________________________________________________________
1457 void AliPHOSPIDv1::SetInitPID(const Double_t *p) {
1458   // Sets values for the initial population of each particle type
1459   for (Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIESN; i++) fInitPID[i] = p[i];
1460 }
1461 //_______________________________________________________________________
1462 void AliPHOSPIDv1::GetInitPID(Double_t *p) const {
1463   // Gets values for the initial population of each particle type
1464   for (Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIESN; i++) p[i] = fInitPID[i];
1465 }