Corrected missing function SetParameter*Boundary()
[u/mrichter/AliRoot.git] / PHOS / AliPHOSPIDv1.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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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 #include <Riostream.h>
98
99 // --- AliRoot header files ---
100
101 #include "AliRun.h"
102 #include "AliGenerator.h"
103 #include "AliPHOS.h"
104 #include "AliPHOSPIDv1.h"
105 #include "AliPHOSClusterizerv1.h"
106 #include "AliPHOSTrackSegment.h"
107 #include "AliPHOSTrackSegmentMakerv1.h"
108 #include "AliPHOSRecParticle.h"
109 #include "AliPHOSGeometry.h"
110 #include "AliPHOSGetter.h"
111
112 ClassImp( AliPHOSPIDv1) 
113
114 //____________________________________________________________________________
115 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1():AliPHOSPID()
116
117   // default ctor
118  
119   InitParameters() ; 
120   fDefaultInit = kTRUE ; 
121
122 }
123
124 //____________________________________________________________________________
125 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1(AliPHOSPIDv1 & pid ):AliPHOSPID(pid)
126
127   // ctor
128   InitParameters() ; 
129
130   Init() ;
131   fDefaultInit = kFALSE ; 
132
133 }
134
135 //____________________________________________________________________________
136 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1(const char * headerFile,const char * name, const Bool_t toSplit)
137 :AliPHOSPID(headerFile, name,toSplit)
138
139   //ctor with the indication on where to look for the track segments
140  
141   InitParameters() ; 
142
143   Init() ;
144   fDefaultInit = kFALSE ; 
145
146 }
147
148 //____________________________________________________________________________
149 AliPHOSPIDv1::~AliPHOSPIDv1()
150
151   // dtor
152   // fDefaultInit = kTRUE if PID created by default ctor (to get just the parameters)
153
154   delete [] fX ;       // Principal input 
155   delete [] fPPhoton ; // Photon Principal components
156   delete [] fPPi0 ;    // Pi0 Principal components
157
158   if (!fDefaultInit)
159     fSplitFile = 0 ; 
160 }
161
162 //____________________________________________________________________________
163 const TString AliPHOSPIDv1::BranchName() const 
164 {  
165   TString branchName(GetName() ) ;
166   branchName.Remove(branchName.Index(Version())-1) ;
167   return branchName ;
168 }
169  
170 //____________________________________________________________________________
171 void AliPHOSPIDv1::Init()
172 {
173   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
174   // Add the PID task to the list of PHOS tasks
175
176   if ( strcmp(GetTitle(), "") == 0 )
177     SetTitle("galice.root") ;
178
179   TString branchname(GetName()) ;
180   branchname.Remove(branchname.Index(Version())-1) ;    
181   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance(GetTitle(),branchname.Data(),fToSplit ) ; 
182
183   if ( gime == 0 ) {
184     Error("Init", "Could not obtain the Getter object !" ) ;  
185     return ;
186   } 
187
188   fSplitFile = 0 ;
189   if(fToSplit){
190     //First - extract full path if necessary
191     TString fileName(GetTitle()) ;
192     Ssiz_t islash = fileName.Last('/') ;
193     if(islash<fileName.Length())
194       fileName.Remove(islash+1,fileName.Length()) ;
195     else
196       fileName="" ;
197     fileName+="PHOS.RecData." ;
198     if((strcmp(branchname.Data(),"Default")!=0)&&(strcmp(branchname.Data(),"")!=0)){
199       fileName+=branchname.Data() ;
200       fileName+="." ;
201     }
202     fileName+="root" ;
203     fSplitFile = static_cast<TFile*>(gROOT->GetFile(fileName.Data()));   
204     if(!fSplitFile)
205       fSplitFile =  TFile::Open(fileName.Data(),"update") ;
206   }
207   
208   gime->PostPID(this) ;
209   // create a folder on the white board //YSAlice/WhiteBoard/RecParticles/PHOS/recparticlesName
210   gime->PostRecParticles(branchname) ; 
211   
212 }
213
214 //____________________________________________________________________________
215 void AliPHOSPIDv1::InitParameters()
216 {
217   // Initialize PID parameters
218   fRecParticlesInRun = 0 ; 
219   fNEvent            = 0 ;            
220   fRecParticlesInRun = 0 ;
221   TString pidName( GetName()) ;
222   if (pidName.IsNull() ) 
223     pidName = "Default" ; 
224   pidName.Append(":") ; 
225   pidName.Append(Version()) ; 
226   SetName(pidName) ;
227   SetParameters() ; // fill the parameters matrix from parameters file
228 }
229
230 //____________________________________________________________________________
231 const TString AliPHOSPIDv1::GetFileNamePrincipal(TString particle) const
232 {
233   //Get file name that contains the PCA for a particle ("photon or pi0")
234   particle.ToLower();
235   TString name;
236   if      (particle=="photon") name = fFileNamePrincipalPhoton ;
237   else if (particle=="pi0"   ) name = fFileNamePrincipalPi0    ;
238   else    Error("GetFileNamePrincipal","Wrong particle name: %s (choose from pi0/photon)\n",particle.Data());
239   return name;
240 }
241
242 //____________________________________________________________________________
243 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterCalibration(const Int_t i) const 
244 {
245   // Get the i-th parameter "Calibration"
246   Float_t param = 0.;
247   if (i>2 || i<0)
248     Error("GetParameterCalibration","Invalid parameter number: %d",i);
249   else
250     param = (*fParameters)(0,i);
251   return param;
252 }
253
254 //____________________________________________________________________________
255 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterCpv2Emc(Int_t i, TString axis) const 
256 {
257   // Get the i-th parameter "CPV-EMC distance" for the specified axis
258   Float_t param = 0.;
259   if(i>2 || i<0)
260     Error("GetParameterCpv2Emc","Invalid parameter number: %d",i);
261   else {
262     axis.ToLower();
263     if      (axis == "x") param = (*fParameters)(1,i);
264     else if (axis == "z") param = (*fParameters)(2,i);
265     else Error("GetParameterCpv2Emc","Invalid axis name: %s",axis.Data());
266   }
267   return  param;
268 }
269
270 //____________________________________________________________________________
271 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterTimeGate(const Int_t i) const
272 {
273   // Get TimeGate parameter depending on Purity-Efficiency i:
274   // i=0 - Low purity, i=1 - Medium purity, i=2 - High purity
275   Float_t param = 0.;
276   if(i>2 || i<0)
277     Error("GetParameterTimeGate","Invalid Efficiency-Purity choice %d",i);
278   else
279     param = (*fParameters)(3,i) ; 
280   return param;
281 }
282
283 //_____________________________________________________________________________
284 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterToCalculateEllipse(TString particle, TString param, Int_t i) const
285
286   // Get the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse 
287   // parameter "param" for the particle "particle" ("photon" or "pi0")
288
289   particle.ToLower();
290   param.   ToLower();
291   Int_t offset = -1;
292   if      (particle == "photon") offset=0;
293   else if (particle == "pi0")    offset=5;
294   else
295     Error("GetParameterToCalculateEllipse","Wrong particle name: %s (choose from pi0/photon)\n",particle.Data());
296
297   Int_t p= -1;
298   Float_t par = 0;
299
300   if     (param.Contains("a")) p=4+offset; 
301   else if(param.Contains("b")) p=5+offset; 
302   else if(param.Contains("c")) p=6+offset; 
303   else if(param.Contains("x0"))p=7+offset; 
304   else if(param.Contains("y0"))p=8+offset;
305
306   if      (i>4 || i<0)
307     Error("GetParameterToCalculateEllipse", "No parameter with index", i) ; 
308   else if (p==-1)
309     Error("GetParameterToCalculateEllipse", "No parameter with name %s", param.Data() ) ; 
310   else
311     par = (*fParameters)(p,i) ;
312   
313   return par;
314 }
315
316 //_____________________________________________________________________________
317 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterPhotonBoundary (Int_t i) const
318
319   // Get the parameter "i" to calculate the boundary on the moment M2x
320   // for photons at high p_T
321   Float_t param = 0;
322   if (i>3 || i<0)
323     Error("GetParameterPhotonBoundary","Wrong parameter number: %d\n",i);
324   else
325     param = (*fParameters)(14,i) ;
326   return param;
327 }
328
329 //____________________________________________________________________________
330 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterPi0Boundary (Int_t i) const
331
332   // Get the parameter "i" to calculate the boundary on the moment M2x
333   // for pi0 at high p_T
334   Float_t param = 0;
335   if (i>2 || i<0)
336     Error("GetParameterPi0Boundary","Wrong parameter number: %d\n",i);
337   else
338     param = (*fParameters)(15,i) ;
339   return param;
340 }
341
342 //____________________________________________________________________________
343 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetCalibratedEnergy(const Float_t e) const
344 {
345 //      It calibrates Energy depending on the recpoint energy.
346 //      The energy of the reconstructed cluster is corrected with 
347 //      the formula A + B* E  + C* E^2, whose parameters where obtained 
348 //      through the study of the reconstructed energy distribution of 
349 //      monoenergetic photons.
350  
351   Float_t p[]={0.,0.,0.};
352   for (Int_t i=0; i<3; i++) p[i] = GetParameterCalibration(i);
353   Float_t enerec = p[0] +  p[1]*e + p[2]*e*e;
354   return enerec ;
355
356 }
357 //____________________________________________________________________________
358 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetCpv2EmcDistanceCut(TString axis, Float_t e) const
359 {
360   // Get CpvtoEmcDistance Cut depending on the cluster energy, axis and 
361   // Purity-Efficiency point 
362
363   axis.ToLower();
364   Float_t p[]={0.,0.,0.};
365   for (Int_t i=0; i<3; i++) p[i] = GetParameterCpv2Emc(i,axis);
366   Float_t sig = p[0] + TMath::Exp(p[1] - p[2]*e);
367   return sig;
368 }
369
370 //____________________________________________________________________________
371 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetEllipseParameter(TString particle, TString param, Float_t e) const 
372 {
373   // Calculates the parameter param of the ellipse
374
375   particle.ToLower();
376   param.   ToLower();
377   Float_t p[4]={0.,0.,0.,0.};
378   Float_t value = 0.0;
379   for (Int_t i=0; i<4; i++) p[i] = GetParameterToCalculateEllipse(particle,param,i);
380   if (particle == "photon") {
381     if      (param.Contains("a"))  e = TMath::Min((Double_t)e,70.);
382     else if (param.Contains("b"))  e = TMath::Min((Double_t)e,70.);
383     else if (param.Contains("x0")) e = TMath::Max((Double_t)e,1.1);
384   }
385
386   value = p[0]/TMath::Sqrt(e) + p[1]*e + p[2]*e*e + p[3];
387   return value;
388 }
389
390 //____________________________________________________________________________
391 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterCalibration(Int_t i,Float_t param) 
392 {
393   // Set parameter "Calibration" i to a value param
394   if(i>2 || i<0)
395     Error("SetParameterCalibration","Invalid parameter number: %d",i);
396   else
397     (*fParameters)(0,i) = param ;
398 }
399
400 //____________________________________________________________________________
401 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterCpv2Emc(Int_t i, TString axis, Float_t cut) 
402 {
403   // Set the parameters to calculate Cpv-to-Emc Distance Cut depending on 
404   // Purity-Efficiency point i
405
406   if(i>2 || i<0)
407     Error("SetParameterCpv2Emc","Invalid parameter number: %d",i);
408   else {
409     axis.ToLower();
410     if      (axis == "x") (*fParameters)(1,i) = cut;
411     else if (axis == "z") (*fParameters)(2,i) = cut;
412     else Error("SetParameterCpv2Emc","Invalid axis name: %s",axis.Data());
413   }
414 }
415 //_____________________________________________________________________________
416 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterTimeGate(Int_t i, Float_t gate) 
417 {
418   // Set the parameter TimeGate depending on Purity-Efficiency point i 
419   if (i>2 || i<0)
420     Error("SetParameterTimeGate","Invalid Efficiency-Purity choice %d",i);
421   else
422     (*fParameters)(3,i)= gate ; 
423
424 //_____________________________________________________________________________
425 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterToCalculateEllipse(TString particle, TString param, Int_t i, Float_t par) 
426 {  
427   // Set the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse 
428   // parameter "param" for a particle "particle"
429   
430   particle.ToLower();
431   param.   ToLower();
432   Int_t p= -1;
433   Int_t offset=0;
434
435   if      (particle == "photon") offset=0;
436   else if (particle == "pi0")    offset=5;
437   else
438     Error("SetParameterToCalculateEllipse","Wrong particle name: %s (choose from pi0/photon)\n",particle.Data());
439
440   if     (param.Contains("a")) p=4+offset; 
441   else if(param.Contains("b")) p=5+offset; 
442   else if(param.Contains("c")) p=6+offset; 
443   else if(param.Contains("x0"))p=7+offset; 
444   else if(param.Contains("y0"))p=8+offset;
445   if((i>4)||(i<0))
446     Error("SetEllipseParameter", "No parameter with index %d", i) ; 
447   else if(p==-1)
448     Error("SetEllipseParameter", "No parameter with name %s", param.Data() ) ; 
449   else
450     (*fParameters)(p,i) = par ;
451
452
453 //____________________________________________________________________________
454 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterPhotonBoundary(Int_t i,Float_t param) 
455 {
456   // Set parameter "Hard photon boundary" i to a value param
457   if(i>4 || i<0)
458     Error("SetParameterPhotonBoundary","Invalid parameter number: %d",i);
459   else
460     (*fParameters)(14,i) = param ;
461 }
462
463 //____________________________________________________________________________
464 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterPi0Boundary(Int_t i,Float_t param) 
465 {
466   // Set parameter "Hard pi0 boundary" i to a value param
467   if(i>1 || i<0)
468     Error("SetParameterPi0Boundary","Invalid parameter number: %d",i);
469   else
470     (*fParameters)(15,i) = param ;
471 }
472
473 //____________________________________________________________________________
474 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetDistance(AliPHOSEmcRecPoint * emc,AliPHOSRecPoint * cpv, Option_t *  axis)const
475 {
476   // Calculates the distance between the EMC RecPoint and the PPSD RecPoint
477   
478   const AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGetter::GetInstance()->PHOSGeometry() ; 
479   TVector3 vecEmc ;
480   TVector3 vecCpv ;
481   if(cpv){
482     emc->GetLocalPosition(vecEmc) ;
483     cpv->GetLocalPosition(vecCpv) ; 
484     if(emc->GetPHOSMod() == cpv->GetPHOSMod()){      
485       // Correct to difference in CPV and EMC position due to different distance to center.
486       // we assume, that particle moves from center
487       Float_t dCPV = geom->GetIPtoOuterCoverDistance();
488       Float_t dEMC = geom->GetIPtoCrystalSurface() ;
489       dEMC         = dEMC / dCPV ;
490       vecCpv = dEMC * vecCpv  - vecEmc ; 
491       if (axis == "X") return vecCpv.X();
492       if (axis == "Y") return vecCpv.Y();
493       if (axis == "Z") return vecCpv.Z();
494       if (axis == "R") return vecCpv.Mag();
495     }
496     return 100000000 ;
497   }
498   return 100000000 ;
499 }
500 //____________________________________________________________________________
501 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetCPVBit(AliPHOSEmcRecPoint * emc,AliPHOSRecPoint * cpv,const Int_t effPur, const Float_t e) const
502 {
503   if(effPur>2 || effPur<0)
504     Error("GetCPVBit","Invalid Efficiency-Purity choice %d",effPur);
505   
506   Float_t sigX = GetCpv2EmcDistanceCut("X",e);
507   Float_t sigZ = GetCpv2EmcDistanceCut("Z",e);
508   
509   Float_t deltaX = TMath::Abs(GetDistance(emc, cpv,  "X"));
510   Float_t deltaZ = TMath::Abs(GetDistance(emc, cpv,  "Z"));
511        
512   if((deltaX>sigX*(effPur+1))|(deltaZ>sigZ*(effPur+1)))
513     return 1;//Neutral
514   else
515     return 0;//Charged
516 }
517
518 //____________________________________________________________________________
519 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetPrincipalBit(TString particle, const Double_t* p,const Int_t effPur, const Float_t e)const
520 {
521   //Is the particle inside de PCA ellipse?
522   
523   particle.ToLower();
524   Int_t    prinbit  = 0 ;
525   Float_t a        = GetEllipseParameter(particle,"a" , e); 
526   Float_t b        = GetEllipseParameter(particle,"b" , e);
527   Float_t c        = GetEllipseParameter(particle,"c" , e);
528   Float_t x0 = GetEllipseParameter(particle,"x0", e); 
529   Float_t y0 = GetEllipseParameter(particle,"y0", e);
530   
531   Float_t r = TMath::Power((p[0] - x0)/a,2) + 
532               TMath::Power((p[1] - y0)/b,2) +
533             c*(p[0] -  x0)*(p[1] - y0)/(a*b) ;
534   //3 different ellipses defined
535   if((effPur==2) && (r<1./2.)) prinbit= 1;
536   if((effPur==1) && (r<2.   )) prinbit= 1;
537   if((effPur==0) && (r<9./2.)) prinbit= 1;
538
539   if(r<0)
540     Error("GetPrincipalBit", "Negative square?") ;
541
542   return prinbit;
543
544 }
545 //____________________________________________________________________________
546 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetHardPhotonBit(AliPHOSEmcRecPoint * emc) const
547 {
548   // Set bit for identified hard photons (E > 30 GeV)
549   // if the second moment M2x is below the boundary
550
551   Float_t e   = emc->GetEnergy();
552   if (e < 30.0) return 0;
553   Float_t m2x = emc->GetM2x();
554   Float_t m2xBoundary = GetParameterPhotonBoundary(0) *
555     TMath::Exp(-TMath::Power(e-GetParameterPhotonBoundary(1),2)/2.0/
556                 TMath::Power(GetParameterPhotonBoundary(2),2)) +
557     GetParameterPhotonBoundary(3);
558   Info("GetHardPhotonBit","E=%f, m2x=%f, boundary=%f",e,m2x,m2xBoundary);
559   if (m2x < m2xBoundary)
560     return 1;// A hard photon
561   else
562     return 0;// Not a hard photon
563 }
564
565 //____________________________________________________________________________
566 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetHardPi0Bit(AliPHOSEmcRecPoint * emc) const
567 {
568   // Set bit for identified hard pi0  (E > 30 GeV)
569   // if the second moment M2x is above the boundary
570
571   Float_t e   = emc->GetEnergy();
572   if (e < 30.0) return 0;
573   Float_t m2x = emc->GetM2x();
574   Float_t m2xBoundary = GetParameterPi0Boundary(0) +
575                     e * GetParameterPi0Boundary(1);
576   Info("GetHardPi0Bit","E=%f, m2x=%f, boundary=%f",e,m2x,m2xBoundary);
577   if (m2x > m2xBoundary)
578     return 1;// A hard pi0
579   else
580     return 0;// Not a hard pi0
581 }
582
583 //____________________________________________________________________________
584 void  AliPHOSPIDv1::SetParameters() 
585 {
586   // PCA : To do the Principal Components Analysis it is necessary 
587   // the Principal file, which is opened here
588   fX       = new double[7]; // Data for the PCA 
589   fPPhoton = new double[7]; // Eigenvalues of the PCA
590   fPPi0    = new double[7]; // Eigenvalues of the Pi0 PCA
591
592   // Read photon principals from the photon file
593   
594   fFileNamePrincipalPhoton = "$ALICE_ROOT/PHOS/PCA8pa15_0.5-100.root" ; 
595   TFile f( fFileNamePrincipalPhoton.Data(), "read" ) ;
596   fPrincipalPhoton = dynamic_cast<TPrincipal*> (f.Get("principal")) ; 
597   f.Close() ; 
598
599   // Read pi0 principals from the pi0 file
600
601   fFileNamePrincipalPi0    = "$ALICE_ROOT/PHOS/PCA_pi0_40-120.root" ;
602   TFile fPi0( fFileNamePrincipalPi0.Data(), "read" ) ;
603   fPrincipalPi0    = dynamic_cast<TPrincipal*> (fPi0.Get("principal")) ; 
604   fPi0.Close() ;
605
606   // Open parameters file and initialization of the Parameters matrix. 
607   // In the File Parameters.dat are all the parameters. These are introduced 
608   // in a matrix of 16x4  
609   // 
610   // All the parameters defined in this file are, in order of row: 
611   // line   0   : calibration 
612   // lines  1,2 : CPV rectangular cat for X and Z
613   // line   3   : TOF cut
614   // lines  4-8 : parameters to calculate photon PCA ellipse
615   // lines  9-13: parameters to calculate pi0 PCA ellipse
616   // lines 14-15: parameters to calculate border for high-pt photons and pi0
617
618   fFileNameParameters = gSystem->ExpandPathName("$ALICE_ROOT/PHOS/Parameters.dat");
619   fParameters = new TMatrix(16,4) ;
620   const Int_t maxLeng=255;
621   char string[maxLeng];
622
623   // Open a text file with PID parameters
624   FILE *fd = fopen(fFileNameParameters.Data(),"r");
625   if (!fd)
626     Fatal("SetParameter","File %s with a PID parameters cannot be opened\n",
627           fFileNameParameters.Data());
628
629   Int_t i=0;
630   // Read parameter file line-by-line and skip empty line and comments
631   while (fgets(string,maxLeng,fd) != NULL) {
632     if (string[0] == '\n' ) continue;
633     if (string[0] == '!'  ) continue;
634     sscanf(string, "%f %f %f %f",
635            &(*fParameters)(i,0), &(*fParameters)(i,1), 
636            &(*fParameters)(i,2), &(*fParameters)(i,3));
637     i++;
638     printf("line %d: %s",i,string);
639   }
640   fclose(fd);
641 }
642
643 //________________________________________________________________________
644 void  AliPHOSPIDv1::Exec(Option_t * option) 
645 {
646   //Steering method
647   
648   if( strcmp(GetName(), "")== 0 ) 
649     Init() ;
650   
651   if(strstr(option,"tim"))
652     gBenchmark->Start("PHOSPID");
653   
654   if(strstr(option,"print")) {
655     Print("") ; 
656     return ; 
657   }
658
659
660 //   gAlice->GetEvent(0) ;
661
662 //   //check, if the branch with name of this" already exits?
663 //   if (gAlice->TreeR()) {
664 //     TObjArray * lob = (TObjArray*)gAlice->TreeR()->GetListOfBranches() ;
665 //     TIter next(lob) ; 
666 //     TBranch * branch = 0 ;  
667 //     Bool_t phospidfound = kFALSE, pidfound = kFALSE ; 
668     
669 //     TString taskName(GetName()) ; 
670 //     taskName.Remove(taskName.Index(Version())-1) ;
671     
672 //     while ( (branch = (TBranch*)next()) && (!phospidfound || !pidfound) ) {
673 //       if ( (strcmp(branch->GetName(), "PHOSPID")==0) && (strcmp(branch->GetTitle(), taskName.Data())==0) ) 
674 //      phospidfound = kTRUE ;
675       
676 //       else if ( (strcmp(branch->GetName(), "AliPHOSPID")==0) && (strcmp(branch->GetTitle(), taskName.Data())==0) ) 
677 //      pidfound = kTRUE ; 
678 //     }
679     
680 //     if ( phospidfound || pidfound ) {
681 //       Error("Exec", "RecParticles and/or PIDtMaker branch with name %s already exists", taskName.Data() ) ; 
682 //       return ; 
683 //     }       
684 //   }
685
686 //   Int_t nevents = (Int_t) gAlice->TreeE()->GetEntries() ;
687 //   Int_t ievent ;
688 //   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ;  
689
690   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ; 
691   if(gime->BranchExists("RecParticles") )
692     return ;
693   Int_t nevents = gime->MaxEvent() ;       //(Int_t) gAlice->TreeE()->GetEntries() ;
694   Int_t ievent ;
695
696
697   for(ievent = 0; ievent < nevents; ievent++){
698     gime->Event(ievent,"R") ;
699  
700     MakeRecParticles() ;
701     
702     WriteRecParticles(ievent);
703     
704     if(strstr(option,"deb"))
705       PrintRecParticles(option) ;
706
707     //increment the total number of rec particles per run 
708     fRecParticlesInRun += gime->RecParticles(BranchName())->GetEntriesFast() ; 
709
710   }
711   
712   if(strstr(option,"tim")){
713     gBenchmark->Stop("PHOSPID");
714     Info("Exec", "took %f seconds for PID %f seconds per event", 
715          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSPID"),  
716          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSPID")/nevents) ;
717   } 
718 }
719
720 //____________________________________________________________________________
721 void  AliPHOSPIDv1::MakeRecParticles()
722 {
723   // Makes a RecParticle out of a TrackSegment
724   
725   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ; 
726   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ; 
727   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ; 
728   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments() ; 
729   if ( !emcRecPoints || !cpvRecPoints || !trackSegments ) {
730     Fatal("MakeRecParticles", "RecPoints or TrackSegments not found !") ;  
731   }
732   TClonesArray * recParticles  = gime->RecParticles() ; 
733   recParticles->Clear();
734
735   TIter next(trackSegments) ; 
736   AliPHOSTrackSegment * ts ; 
737   Int_t index = 0 ; 
738   AliPHOSRecParticle * rp ; 
739   while ( (ts = (AliPHOSTrackSegment *)next()) ) {
740     
741     new( (*recParticles)[index] ) AliPHOSRecParticle() ;
742     rp = (AliPHOSRecParticle *)recParticles->At(index) ; 
743     rp->SetTrackSegment(index) ;
744     rp->SetIndexInList(index) ;
745         
746     AliPHOSEmcRecPoint * emc = 0 ;
747     if(ts->GetEmcIndex()>=0)
748       emc = (AliPHOSEmcRecPoint *) emcRecPoints->At(ts->GetEmcIndex()) ;
749     
750     AliPHOSRecPoint    * cpv = 0 ;
751     if(ts->GetCpvIndex()>=0)
752       cpv = (AliPHOSRecPoint *)   cpvRecPoints->At(ts->GetCpvIndex()) ;
753     
754     // Now set type (reconstructed) of the particle
755
756     // Choose the cluster energy range
757     
758     if (!emc) {
759       Fatal("MakeRecParticles", "-> emc(%d) = %d", ts->GetEmcIndex(), emc ) ;
760     }
761
762     Float_t e = emc->GetEnergy() ;   
763     
764     Float_t  lambda[2] ;
765     emc->GetElipsAxis(lambda) ;
766     
767     if((lambda[0]>0.01) && (lambda[1]>0.01)){
768       // Looking PCA. Define and calculate the data (X),
769       // introduce in the function X2P that gives the components (P).  
770
771       Float_t  Spher = 0. ;
772       Float_t  Emaxdtotal = 0. ; 
773       
774       if((lambda[0]+lambda[1])!=0) 
775         Spher=fabs(lambda[0]-lambda[1])/(lambda[0]+lambda[1]); 
776       
777       Emaxdtotal=emc->GetMaximalEnergy()/emc->GetEnergy(); 
778       
779       fX[0] = lambda[0] ;  
780       fX[1] = lambda[1] ; 
781       fX[2] = emc->GetDispersion() ; 
782       fX[3] = Spher ; 
783       fX[4] = emc->GetMultiplicity() ;  
784       fX[5] = Emaxdtotal ;  
785       fX[6] = emc->GetCoreEnergy() ;  
786       
787       fPrincipalPhoton->X2P(fX,fPPhoton);
788       fPrincipalPi0   ->X2P(fX,fPPi0);
789
790     }
791     else{
792       fPPhoton[0]=-100.0;  //We do not accept clusters with 
793       fPPhoton[1]=-100.0;  //one cell as a photon-like
794       fPPi0[0]   =-100.0;
795       fPPi0[1]   =-100.0;
796     }
797     
798     Float_t time =emc->GetTime() ;
799     
800     // Loop of Efficiency-Purity (the 3 points of purity or efficiency 
801     // are taken into account to set the particle identification)
802     for(Int_t effPur = 0; effPur < 3 ; effPur++){
803       
804       // Looking at the CPV detector. If RCPV greater than CpvEmcDistance, 
805       // 1st,2nd or 3rd bit (depending on the efficiency-purity point )
806       // is set to 1
807       if(GetCPVBit(emc, cpv, effPur,e) == 1 )  
808         rp->SetPIDBit(effPur) ;
809       
810       // Looking the TOF. If TOF smaller than gate,  4th, 5th or 6th 
811       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1             
812       if(time< (*fParameters)(2,effPur)) 
813         rp->SetPIDBit(effPur+3) ;                   
814       
815       //Photon PCA
816       //If we are inside the ellipse, 7th, 8th or 9th 
817       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1 
818       if(GetPrincipalBit("photon",fPPhoton,effPur,e) == 1) 
819         rp->SetPIDBit(effPur+6) ;
820
821       //Pi0 PCA
822       //If we are inside the ellipse, 10th, 11th or 12th 
823       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1 
824       if(GetPrincipalBit("pi0"   ,fPPi0   ,effPur,e) == 1) 
825         rp->SetPIDBit(effPur+9) ;
826     }
827     if(GetHardPhotonBit(emc))
828       rp->SetPIDBit(12) ;
829     if(GetHardPi0Bit   (emc))
830       rp->SetPIDBit(13) ;
831     
832     //Set momentum, energy and other parameters 
833     Float_t  encal = GetCalibratedEnergy(e);
834     TVector3 dir   = GetMomentumDirection(emc,cpv) ; 
835     dir.SetMag(encal) ;
836     rp->SetMomentum(dir.X(),dir.Y(),dir.Z(),encal) ;
837     rp->SetCalcMass(0);
838     rp->Name(); //If photon sets the particle pdg name to gamma
839     rp->SetProductionVertex(0,0,0,0);
840     rp->SetFirstMother(-1);
841     rp->SetLastMother(-1);
842     rp->SetFirstDaughter(-1);
843     rp->SetLastDaughter(-1);
844     rp->SetPolarisation(0,0,0);
845     index++ ; 
846   }
847 }
848   
849 //____________________________________________________________________________
850 void  AliPHOSPIDv1::Print()
851 {
852   // Print the parameters used for the particle type identification
853
854   TString message ; 
855     message  = "\n=============== AliPHOSPID1 ================\n" ;
856     message += "Making PID\n";
857     message += "    Pricipal analysis file from 0.5 to 100 %s\n" ; 
858     message += "    Name of parameters file     %s\n" ;
859     message += "    Matrix of Parameters: 14x4\n" ;
860     message += "        Energy Calibration  1x3 [3 parametres to calibrate energy: A + B* E + C * E^2]\n" ;
861     message += "        RCPV 2x3 rows x and z, columns function cut parameters\n" ;
862     message += "        TOF  1x3 [High Eff-Low Pur,Medium Eff-Pur, Low Eff-High Pur]\n" ;
863     message += "        PCA  5x4 [5 ellipse parametres and 4 parametres to calculate them: A/Sqrt(E) + B* E + C * E^2 + D]\n" ;
864     message += "    Pi0 PCA  5x3 [5 ellipse parametres and 3 parametres to calculate them: A + B* E + C * E^2]\n" ;
865     Info("Print", message.Data(), fFileNamePrincipalPhoton.Data(), fFileNameParameters.Data() ) ; 
866     fParameters->Print() ;
867 }
868
869 //____________________________________________________________________________
870 void  AliPHOSPIDv1::WriteRecParticles(Int_t event)
871 {
872  
873   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ; 
874
875   TClonesArray * recParticles = gime->RecParticles() ; 
876   recParticles->Expand(recParticles->GetEntriesFast() ) ;
877   TTree * treeR ;
878
879   if(fToSplit){
880     if(!fSplitFile)
881       return ;
882     fSplitFile->cd() ;
883     char name[10] ;
884     sprintf(name,"%s%d", "TreeR",event) ;
885     treeR = dynamic_cast<TTree*>(fSplitFile->Get(name)); 
886   }
887   else{
888     treeR = gAlice->TreeR();
889   }
890   
891   if(!treeR){
892     gAlice->MakeTree("R", fSplitFile);
893     treeR = gAlice->TreeR() ;
894   }
895   
896   //First rp
897   Int_t bufferSize = 32000 ;    
898   TBranch * rpBranch = treeR->Branch("PHOSRP",&recParticles,bufferSize);
899   rpBranch->SetTitle(BranchName());
900
901   
902   //second, pid
903   Int_t splitlevel = 0 ; 
904   AliPHOSPIDv1 * pid = this ;
905   TBranch * pidBranch = treeR->Branch("AliPHOSPID","AliPHOSPIDv1",&pid,bufferSize,splitlevel);
906   pidBranch->SetTitle(BranchName());
907   
908   rpBranch->Fill() ;
909   pidBranch->Fill() ; 
910   
911   treeR->AutoSave() ; //Write(0,kOverwrite) ;  
912   if(gAlice->TreeR()!=treeR){
913     treeR->Delete();
914   }
915 }
916
917 //____________________________________________________________________________
918 TVector3 AliPHOSPIDv1::GetMomentumDirection(AliPHOSEmcRecPoint * emc, AliPHOSRecPoint * cpv)const 
919
920   // Calculates the momentum direction:
921   //   1. if only a EMC RecPoint, direction is given by IP and this RecPoint
922   //   2. if a EMC RecPoint and CPV RecPoint, direction is given by the line through the 2 recpoints 
923   //  However because of the poor position resolution of PPSD the direction is always taken as if we were 
924   //  in case 1.
925
926   TVector3 dir(0,0,0) ; 
927   
928   TVector3 emcglobalpos ;
929   TMatrix  dummy ;
930   
931   emc->GetGlobalPosition(emcglobalpos, dummy) ;
932   
933
934   dir = emcglobalpos ;  
935   dir.SetZ( -dir.Z() ) ;   // why ?  
936   dir.SetMag(1.) ;
937
938   //account correction to the position of IP
939   Float_t xo,yo,zo ; //Coordinates of the origin
940   gAlice->Generator()->GetOrigin(xo,yo,zo) ;
941   TVector3 origin(xo,yo,zo);
942   dir = dir - origin ;
943
944   return dir ;  
945 }
946 //____________________________________________________________________________
947 void AliPHOSPIDv1::PrintRecParticles(Option_t * option)
948 {
949   // Print table of reconstructed particles
950
951   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ; 
952
953   TClonesArray * recParticles = gime->RecParticles(BranchName()) ; 
954
955   TString message ; 
956   message  = "\nevent " ;
957   message += gAlice->GetEvNumber() ; 
958   message += "       found " ; 
959   message += recParticles->GetEntriesFast(); 
960   message += " RecParticles\n" ; 
961
962   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
963     message += "\n  PARTICLE         Index    \n" ; 
964     
965     Int_t index ;
966     for (index = 0 ; index < recParticles->GetEntries() ; index++) {
967       AliPHOSRecParticle * rp = (AliPHOSRecParticle * ) recParticles->At(index) ;       
968       message += "\n" ;
969       message += rp->Name().Data() ;  
970       message += " " ;
971       message += rp->GetIndexInList() ;  
972       message += " " ;
973       message += rp->GetType()  ;
974     }
975   }
976   Info("Print", message.Data() ) ; 
977 }