Further fixing of CPV recpoint cast; fixing error in CPV-EMC distance in ESD approach
[u/mrichter/AliRoot.git] / PHOS / AliPHOSPIDv1.cxx
1 /**************************************************************************
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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 #include "TROOT.h"
83 #include "TTree.h"
84 #include "TFile.h"
85 #include "TF2.h"
86 #include "TFormula.h"
87 #include "TCanvas.h"
88 #include "TFolder.h"
89 #include "TSystem.h"
90 #include "TBenchmark.h"
91 #include "TMatrixD.h"
92 #include "TPrincipal.h"
93 #include "TSystem.h"
94
95 // --- Standard library ---
96
97
98 // --- AliRoot header files ---
99
100 #include "AliGenerator.h"
101 #include "AliPHOS.h"
102 #include "AliPHOSPIDv1.h"
103 #include "AliPHOSClusterizerv1.h"
104 #include "AliPHOSEmcRecPoint.h"
105 #include "AliPHOSTrackSegment.h"
106 #include "AliPHOSTrackSegmentMakerv1.h"
107 #include "AliPHOSRecParticle.h"
108 #include "AliPHOSGeometry.h"
109 #include "AliPHOSGetter.h"
110
111 ClassImp( AliPHOSPIDv1) 
112
113 //____________________________________________________________________________
114 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1():AliPHOSPID()
115
116   // default ctor
117  
118   InitParameters() ; 
119   fDefaultInit = kTRUE ; 
120 }
121
122 //____________________________________________________________________________
123 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1(const AliPHOSPIDv1 & pid ):AliPHOSPID(pid)
124
125   // ctor
126   InitParameters() ; 
127   Init() ;
128
129 }
130
131 //____________________________________________________________________________
132 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1(const TString alirunFileName, const TString eventFolderName):AliPHOSPID(alirunFileName, eventFolderName)
133
134   //ctor with the indication on where to look for the track segments
135  
136   InitParameters() ; 
137   Init() ;
138   fDefaultInit = kFALSE ; 
139 }
140
141 //____________________________________________________________________________
142 AliPHOSPIDv1::~AliPHOSPIDv1()
143
144   // dtor
145
146   delete [] fX ;       // Principal input 
147   delete [] fPPhoton ; // Photon Principal components
148   delete [] fPPi0 ;    // Pi0 Principal components
149 }
150 //____________________________________________________________________________
151 const TString AliPHOSPIDv1::BranchName() const 
152 {  
153
154   return GetName() ;
155 }
156  
157 //____________________________________________________________________________
158 void AliPHOSPIDv1::Init()
159 {
160   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
161   // Add the PID task to the list of PHOS tasks
162
163   AliPHOSGetter * 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   fRecParticlesInRun = 0 ; 
174   fNEvent            = 0 ;            
175   fRecParticlesInRun = 0 ;
176   SetParameters() ; // fill the parameters matrix from parameters file
177   SetEventRange(0,-1) ;
178 }
179
180 //________________________________________________________________________
181 void  AliPHOSPIDv1::Exec(Option_t *option)
182 {
183   // Steering method to perform particle reconstruction and identification
184   // for the event range from fFirstEvent to fLastEvent.
185   // This range is optionally set by SetEventRange().
186   // if fLastEvent=-1 (by default), then process events until the end.
187
188   if(strstr(option,"tim"))
189     gBenchmark->Start("PHOSPID");
190   
191   if(strstr(option,"print")) {
192     Print() ; 
193     return ; 
194   }
195
196
197   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance(GetTitle()) ; 
198  
199   if (fLastEvent == -1) 
200     fLastEvent = gime->MaxEvent() - 1 ;
201   else 
202     fLastEvent = TMath::Min(fLastEvent,gime->MaxEvent());
203   Int_t nEvents   = fLastEvent - fFirstEvent + 1;
204
205   Int_t ievent ; 
206   for (ievent = fFirstEvent; ievent <= fLastEvent; ievent++) {
207     gime->Event(ievent,"TR") ;
208     if(gime->TrackSegments() && //Skip events, where no track segments made
209        gime->TrackSegments()->GetEntriesFast()) {
210       MakeRecParticles() ;
211       WriteRecParticles();
212       if(strstr(option,"deb"))
213         PrintRecParticles(option) ;
214       //increment the total number of rec particles per run 
215       fRecParticlesInRun += gime->RecParticles()->GetEntriesFast() ; 
216     }
217   }
218   if(strstr(option,"deb"))
219       PrintRecParticles(option);
220   if(strstr(option,"tim")){
221     gBenchmark->Stop("PHOSPID");
222     Info("Exec", "took %f seconds for PID %f seconds per event", 
223          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSPID"),  
224          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSPID")/nEvents) ;
225   }
226  
227   Unload();
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 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterCalibration(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 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetCalibratedEnergy(Float_t e) const
256 {
257 //      It calibrates Energy depending on the recpoint energy.
258 //      The energy of the reconstructed cluster is corrected with 
259 //      the formula A + B* E  + C* E^2, whose parameters where obtained 
260 //      through the study of the reconstructed energy distribution of 
261 //      monoenergetic photons.
262  
263   Float_t p[]={0.,0.,0.};
264   for (Int_t i=0; i<3; i++) p[i] = GetParameterCalibration(i);
265   Float_t enerec = p[0] +  p[1]*e + p[2]*e*e;
266   return enerec ;
267
268 }
269
270 //____________________________________________________________________________
271 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterCpv2Emc(Int_t i, TString axis) const 
272 {
273   // Get the i-th parameter "CPV-EMC distance" for the specified axis
274   Float_t param = 0.;
275   if(i>2 || i<0)
276     Error("GetParameterCpv2Emc","Invalid parameter number: %d",i);
277   else {
278     axis.ToLower();
279     if      (axis == "x") param = (*fParameters)(1,i);
280     else if (axis == "z") param = (*fParameters)(2,i);
281     else Error("GetParameterCpv2Emc","Invalid axis name: %s",axis.Data());
282   }
283   return  param;
284 }
285
286 //____________________________________________________________________________
287 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetCpv2EmcDistanceCut(TString axis, Float_t e) const
288 {
289   // Get CpvtoEmcDistance Cut depending on the cluster energy, axis and 
290   // Purity-Efficiency point 
291
292   axis.ToLower();
293   Float_t p[]={0.,0.,0.};
294   for (Int_t i=0; i<3; i++) p[i] = GetParameterCpv2Emc(i,axis);
295   Float_t sig = p[0] + TMath::Exp(p[1] - p[2]*e);
296   return sig;
297 }
298
299 //____________________________________________________________________________
300 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetEllipseParameter(TString particle, TString param, Float_t e) const 
301 {
302   // Calculates the parameter param of the ellipse
303
304   particle.ToLower();
305   param.   ToLower();
306   Float_t p[4]={0.,0.,0.,0.};
307   Float_t value = 0.0;
308   for (Int_t i=0; i<4; i++) p[i] = GetParameterToCalculateEllipse(particle,param,i);
309   if (particle == "photon") {
310     if      (param.Contains("a"))  e = TMath::Min((Double_t)e,70.);
311     else if (param.Contains("b"))  e = TMath::Min((Double_t)e,70.);
312     else if (param.Contains("x0")) e = TMath::Max((Double_t)e,1.1);
313   }
314
315   value = p[0]/TMath::Sqrt(e) + p[1]*e + p[2]*e*e + p[3];
316   return value;
317 }
318
319 //_____________________________________________________________________________
320 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterPhotonBoundary (Int_t i) const
321
322   // Get the parameter "i" to calculate the boundary on the moment M2x
323   // for photons at high p_T
324   Float_t param = 0;
325   if (i>3 || i<0)
326     Error("GetParameterPhotonBoundary","Wrong parameter number: %d\n",i);
327   else
328     param = (*fParameters)(14,i) ;
329   return param;
330 }
331
332 //____________________________________________________________________________
333 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterPi0Boundary (Int_t i) const
334
335   // Get the parameter "i" to calculate the boundary on the moment M2x
336   // for pi0 at high p_T
337   Float_t param = 0;
338   if (i>2 || i<0)
339     Error("GetParameterPi0Boundary","Wrong parameter number: %d\n",i);
340   else
341     param = (*fParameters)(15,i) ;
342   return param;
343 }
344
345 //____________________________________________________________________________
346 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterTimeGate(Int_t i) const
347 {
348   // Get TimeGate parameter depending on Purity-Efficiency i:
349   // i=0 - Low purity, i=1 - Medium purity, i=2 - High purity
350   Float_t param = 0.;
351   if(i>2 || i<0)
352     Error("GetParameterTimeGate","Invalid Efficiency-Purity choice %d",i);
353   else
354     param = (*fParameters)(3,i) ; 
355   return param;
356 }
357
358 //_____________________________________________________________________________
359 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterToCalculateEllipse(TString particle, TString param, Int_t i) const
360
361   // Get the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse 
362   // parameter "param" for the particle "particle" ("photon" or "pi0")
363
364   particle.ToLower();
365   param.   ToLower();
366   Int_t offset = -1;
367   if      (particle == "photon") offset=0;
368   else if (particle == "pi0")    offset=5;
369   else
370     Error("GetParameterToCalculateEllipse","Wrong particle name: %s (choose from pi0/photon)\n",particle.Data());
371
372   Int_t p= -1;
373   Float_t par = 0;
374
375   if     (param.Contains("a")) p=4+offset; 
376   else if(param.Contains("b")) p=5+offset; 
377   else if(param.Contains("c")) p=6+offset; 
378   else if(param.Contains("x0"))p=7+offset; 
379   else if(param.Contains("y0"))p=8+offset;
380
381   if      (i>4 || i<0)
382     Error("GetParameterToCalculateEllipse", "No parameter with index", i) ; 
383   else if (p==-1)
384     Error("GetParameterToCalculateEllipse", "No parameter with name %s", param.Data() ) ; 
385   else
386     par = (*fParameters)(p,i) ;
387   
388   return par;
389 }
390
391
392 //____________________________________________________________________________
393 Float_t  AliPHOSPIDv1::GetDistance(AliPHOSEmcRecPoint * emc,AliPHOSCpvRecPoint * cpv, Option_t *  axis)const
394 {
395   // Calculates the distance between the EMC RecPoint and the PPSD RecPoint
396   
397   const AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGetter::Instance()->PHOSGeometry() ; 
398   TVector3 vecEmc ;
399   TVector3 vecCpv ;
400   if(cpv){
401     emc->GetLocalPosition(vecEmc) ;
402     cpv->GetLocalPosition(vecCpv) ; 
403     
404     if(emc->GetPHOSMod() == cpv->GetPHOSMod()){      
405       // Correct to difference in CPV and EMC position due to different distance to center.
406       // we assume, that particle moves from center
407       Float_t dCPV = geom->GetIPtoOuterCoverDistance();
408       Float_t dEMC = geom->GetIPtoCrystalSurface() ;
409       dEMC         = dEMC / dCPV ;
410       vecCpv = dEMC * vecCpv  - vecEmc ; 
411       if (axis == "X") return vecCpv.X();
412       if (axis == "Y") return vecCpv.Y();
413       if (axis == "Z") return vecCpv.Z();
414       if (axis == "R") return vecCpv.Mag();
415     }
416     return 100000000 ;
417   }
418   return 100000000 ;
419 }
420 //____________________________________________________________________________
421 Int_t  AliPHOSPIDv1::GetCPVBit(AliPHOSEmcRecPoint * emc,AliPHOSCpvRecPoint * cpv, Int_t effPur, Float_t e) const
422 {
423   if(effPur>2 || effPur<0)
424     Error("GetCPVBit","Invalid Efficiency-Purity choice %d",effPur);
425   
426   Float_t sigX = GetCpv2EmcDistanceCut("X",e);
427   Float_t sigZ = GetCpv2EmcDistanceCut("Z",e);
428   
429   Float_t deltaX = TMath::Abs(GetDistance(emc, cpv,  "X"));
430   Float_t deltaZ = TMath::Abs(GetDistance(emc, cpv,  "Z"));
431
432   if((deltaX>sigX*(effPur+1))|(deltaZ>sigZ*(effPur+1)))
433     return 1;//Neutral
434   else
435     return 0;//Charged
436 }
437
438 //____________________________________________________________________________
439 Int_t  AliPHOSPIDv1::GetPrincipalBit(TString particle, const Double_t* p, Int_t effPur, Float_t e)const
440 {
441   //Is the particle inside de PCA ellipse?
442   
443   particle.ToLower();
444   Int_t    prinbit  = 0 ;
445   Float_t a        = GetEllipseParameter(particle,"a" , e); 
446   Float_t b        = GetEllipseParameter(particle,"b" , e);
447   Float_t c        = GetEllipseParameter(particle,"c" , e);
448   Float_t x0 = GetEllipseParameter(particle,"x0", e); 
449   Float_t y0 = GetEllipseParameter(particle,"y0", e);
450   
451   Float_t r = TMath::Power((p[0] - x0)/a,2) + 
452               TMath::Power((p[1] - y0)/b,2) +
453             c*(p[0] -  x0)*(p[1] - y0)/(a*b) ;
454   //3 different ellipses defined
455   if((effPur==2) && (r<1./2.)) prinbit= 1;
456   if((effPur==1) && (r<2.   )) prinbit= 1;
457   if((effPur==0) && (r<9./2.)) prinbit= 1;
458
459   if(r<0)
460     Error("GetPrincipalBit", "Negative square?") ;
461
462   return prinbit;
463
464 }
465 //____________________________________________________________________________
466 Int_t  AliPHOSPIDv1::GetHardPhotonBit(AliPHOSEmcRecPoint * emc) const
467 {
468   // Set bit for identified hard photons (E > 30 GeV)
469   // if the second moment M2x is below the boundary
470
471   Float_t e   = emc->GetEnergy();
472   if (e < 30.0) return 0;
473   Float_t m2x = emc->GetM2x();
474   Float_t m2xBoundary = GetParameterPhotonBoundary(0) *
475     TMath::Exp(-TMath::Power(e-GetParameterPhotonBoundary(1),2)/2.0/
476                 TMath::Power(GetParameterPhotonBoundary(2),2)) +
477     GetParameterPhotonBoundary(3);
478   Info("GetHardPhotonBit","E=%f, m2x=%f, boundary=%f",e,m2x,m2xBoundary);
479   if (m2x < m2xBoundary)
480     return 1;// A hard photon
481   else
482     return 0;// Not a hard photon
483 }
484
485 //____________________________________________________________________________
486 Int_t  AliPHOSPIDv1::GetHardPi0Bit(AliPHOSEmcRecPoint * emc) const
487 {
488   // Set bit for identified hard pi0  (E > 30 GeV)
489   // if the second moment M2x is above the boundary
490
491   Float_t e   = emc->GetEnergy();
492   if (e < 30.0) return 0;
493   Float_t m2x = emc->GetM2x();
494   Float_t m2xBoundary = GetParameterPi0Boundary(0) +
495                     e * GetParameterPi0Boundary(1);
496   Info("GetHardPi0Bit","E=%f, m2x=%f, boundary=%f",e,m2x,m2xBoundary);
497   if (m2x > m2xBoundary)
498     return 1;// A hard pi0
499   else
500     return 0;// Not a hard pi0
501 }
502
503 //____________________________________________________________________________
504 TVector3 AliPHOSPIDv1::GetMomentumDirection(AliPHOSEmcRecPoint * emc, AliPHOSCpvRecPoint * )const 
505
506   // Calculates the momentum direction:
507   //   1. if only a EMC RecPoint, direction is given by IP and this RecPoint
508   //   2. if a EMC RecPoint and CPV RecPoint, direction is given by the line through the 2 recpoints 
509   //  However because of the poor position resolution of PPSD the direction is always taken as if we were 
510   //  in case 1.
511
512   TVector3 dir(0,0,0) ; 
513   
514   TVector3 emcglobalpos ;
515   TMatrix  dummy ;
516   
517   emc->GetGlobalPosition(emcglobalpos, dummy) ;
518   
519
520   dir = emcglobalpos ;  
521   dir.SetMag(1.) ;
522
523   //account correction to the position of IP
524   Float_t xo,yo,zo ; //Coordinates of the origin
525   gAlice->Generator()->GetOrigin(xo,yo,zo) ;
526   TVector3 origin(xo,yo,zo);
527   dir = dir - origin ;
528
529   return dir ;  
530 }
531
532 //____________________________________________________________________________
533 void  AliPHOSPIDv1::MakeRecParticles()
534 {
535   // Makes a RecParticle out of a TrackSegment
536   
537   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ; 
538   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ; 
539   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ; 
540   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments() ; 
541   if ( !emcRecPoints || !cpvRecPoints || !trackSegments ) {
542     Fatal("MakeRecParticles", "RecPoints or TrackSegments not found !") ;  
543   }
544   TClonesArray * recParticles  = gime->RecParticles() ; 
545   recParticles->Clear();
546
547   TIter next(trackSegments) ; 
548   AliPHOSTrackSegment * ts ; 
549   Int_t index = 0 ; 
550   AliPHOSRecParticle * rp ; 
551   while ( (ts = (AliPHOSTrackSegment *)next()) ) {
552     
553     new( (*recParticles)[index] ) AliPHOSRecParticle() ;
554     rp = (AliPHOSRecParticle *)recParticles->At(index) ; 
555     rp->SetTrackSegment(index) ;
556     rp->SetIndexInList(index) ;
557         
558     AliPHOSEmcRecPoint * emc = 0 ;
559     if(ts->GetEmcIndex()>=0)
560       emc = (AliPHOSEmcRecPoint *) emcRecPoints->At(ts->GetEmcIndex()) ;
561     
562     AliPHOSCpvRecPoint * cpv = 0 ;
563     if(ts->GetCpvIndex()>=0)
564       cpv = (AliPHOSCpvRecPoint *) cpvRecPoints->At(ts->GetCpvIndex()) ;
565     
566     // Now set type (reconstructed) of the particle
567
568     // Choose the cluster energy range
569     
570     if (!emc) {
571       Fatal("MakeRecParticles", "-> emc(%d) = %d", ts->GetEmcIndex(), emc ) ;
572     }
573
574     Float_t e = emc->GetEnergy() ;   
575     
576     Float_t  lambda[2] ;
577     emc->GetElipsAxis(lambda) ;
578     
579     if((lambda[0]>0.01) && (lambda[1]>0.01)){
580       // Looking PCA. Define and calculate the data (X),
581       // introduce in the function X2P that gives the components (P).  
582
583       Float_t  Spher = 0. ;
584       Float_t  Emaxdtotal = 0. ; 
585       
586       if((lambda[0]+lambda[1])!=0) 
587         Spher=fabs(lambda[0]-lambda[1])/(lambda[0]+lambda[1]); 
588       
589       Emaxdtotal=emc->GetMaximalEnergy()/emc->GetEnergy(); 
590       
591       fX[0] = lambda[0] ;  
592       fX[1] = lambda[1] ; 
593       fX[2] = emc->GetDispersion() ; 
594       fX[3] = Spher ; 
595       fX[4] = emc->GetMultiplicity() ;  
596       fX[5] = Emaxdtotal ;  
597       fX[6] = emc->GetCoreEnergy() ;  
598       
599       fPrincipalPhoton->X2P(fX,fPPhoton);
600       fPrincipalPi0   ->X2P(fX,fPPi0);
601
602     }
603     else{
604       fPPhoton[0]=-100.0;  //We do not accept clusters with 
605       fPPhoton[1]=-100.0;  //one cell as a photon-like
606       fPPi0[0]   =-100.0;
607       fPPi0[1]   =-100.0;
608     }
609     
610     Float_t time =emc->GetTime() ;
611     
612     // Loop of Efficiency-Purity (the 3 points of purity or efficiency 
613     // are taken into account to set the particle identification)
614     for(Int_t effPur = 0; effPur < 3 ; effPur++){
615       
616       // Looking at the CPV detector. If RCPV greater than CpvEmcDistance, 
617       // 1st,2nd or 3rd bit (depending on the efficiency-purity point )
618       // is set to 1
619       if(GetCPVBit(emc, cpv, effPur,e) == 1 )  
620         rp->SetPIDBit(effPur) ;
621       
622       // Looking the TOF. If TOF smaller than gate,  4th, 5th or 6th 
623       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1             
624       if(time< (*fParameters)(2,effPur)) 
625         rp->SetPIDBit(effPur+3) ;                   
626       
627       //Photon PCA
628       //If we are inside the ellipse, 7th, 8th or 9th 
629       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1 
630       if(GetPrincipalBit("photon",fPPhoton,effPur,e) == 1) 
631         rp->SetPIDBit(effPur+6) ;
632
633       //Pi0 PCA
634       //If we are inside the ellipse, 10th, 11th or 12th 
635       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1 
636       if(GetPrincipalBit("pi0"   ,fPPi0   ,effPur,e) == 1) 
637         rp->SetPIDBit(effPur+9) ;
638     }
639     if(GetHardPhotonBit(emc))
640       rp->SetPIDBit(12) ;
641     if(GetHardPi0Bit   (emc))
642       rp->SetPIDBit(13) ;
643     
644     //Set momentum, energy and other parameters 
645     Float_t  encal = GetCalibratedEnergy(e);
646     TVector3 dir   = GetMomentumDirection(emc,cpv) ; 
647     dir.SetMag(encal) ;
648     rp->SetMomentum(dir.X(),dir.Y(),dir.Z(),encal) ;
649     rp->SetCalcMass(0);
650     rp->Name(); //If photon sets the particle pdg name to gamma
651     rp->SetProductionVertex(0,0,0,0);
652     rp->SetFirstMother(-1);
653     rp->SetLastMother(-1);
654     rp->SetFirstDaughter(-1);
655     rp->SetLastDaughter(-1);
656     rp->SetPolarisation(0,0,0);
657     //Set the position in global coordinate system from the RecPoint
658     AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ; 
659     AliPHOSTrackSegment * ts  = gime->TrackSegment(rp->GetPHOSTSIndex()) ; 
660     AliPHOSEmcRecPoint  * erp = gime->EmcRecPoint(ts->GetEmcIndex()) ; 
661     TVector3 pos ; 
662     geom->GetGlobal(erp, pos) ; 
663     rp->SetPos(pos);
664
665     index++ ; 
666   }
667 }
668   
669 //____________________________________________________________________________
670 void  AliPHOSPIDv1::Print() const
671 {
672   // Print the parameters used for the particle type identification
673
674     Info("Print", "=============== AliPHOSPIDv1 ================") ;
675     printf("Making PID\n") ;
676     printf("    Pricipal analysis file from 0.5 to 100 %s\n", fFileNamePrincipalPhoton.Data() )   ; 
677     printf("    Name of parameters file     %s\n", fFileNameParameters.Data() )  ;
678     printf("    Matrix of Parameters: 14x4\n") ;
679     printf("        Energy Calibration  1x3 [3 parametres to calibrate energy: A + B* E + C * E^2]\n") ;
680     printf("        RCPV 2x3 rows x and z, columns function cut parameters\n") ;
681     printf("        TOF  1x3 [High Eff-Low Pur,Medium Eff-Pur, Low Eff-High Pur]\n") ;
682     printf("        PCA  5x4 [5 ellipse parametres and 4 parametres to calculate them: A/Sqrt(E) + B* E + C * E^2 + D]\n") ;
683     Printf("    Pi0 PCA  5x3 [5 ellipse parametres and 3 parametres to calculate them: A + B* E + C * E^2]\n") ;
684     fParameters->Print() ;
685 }
686
687
688
689 //____________________________________________________________________________
690 void AliPHOSPIDv1::PrintRecParticles(Option_t * option)
691 {
692   // Print table of reconstructed particles
693
694   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::Instance() ; 
695
696   TClonesArray * recParticles = gime->RecParticles() ; 
697
698   TString message ; 
699   message  = "\nevent " ;
700   message += gAlice->GetEvNumber() ; 
701   message += "       found " ; 
702   message += recParticles->GetEntriesFast(); 
703   message += " RecParticles\n" ; 
704
705   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
706     message += "\n  PARTICLE         Index    \n" ; 
707     
708     Int_t index ;
709     for (index = 0 ; index < recParticles->GetEntries() ; index++) {
710       AliPHOSRecParticle * rp = (AliPHOSRecParticle * ) recParticles->At(index) ;       
711       message += "\n" ;
712       message += rp->Name().Data() ;  
713       message += " " ;
714       message += rp->GetIndexInList() ;  
715       message += " " ;
716       message += rp->GetType()  ;
717     }
718   }
719   Info("Print", message.Data() ) ; 
720 }
721
722 //____________________________________________________________________________
723 void  AliPHOSPIDv1::SetParameters() 
724 {
725   // PCA : To do the Principal Components Analysis it is necessary 
726   // the Principal file, which is opened here
727   fX       = new double[7]; // Data for the PCA 
728   fPPhoton = new double[7]; // Eigenvalues of the PCA
729   fPPi0    = new double[7]; // Eigenvalues of the Pi0 PCA
730
731   // Read photon principals from the photon file
732   
733   fFileNamePrincipalPhoton = "$ALICE_ROOT/PHOS/PCA8pa15_0.5-100.root" ; 
734   TFile f( fFileNamePrincipalPhoton.Data(), "read" ) ;
735   fPrincipalPhoton = dynamic_cast<TPrincipal*> (f.Get("principal")) ; 
736   f.Close() ; 
737
738   // Read pi0 principals from the pi0 file
739
740   fFileNamePrincipalPi0    = "$ALICE_ROOT/PHOS/PCA_pi0_40-120.root" ;
741   TFile fPi0( fFileNamePrincipalPi0.Data(), "read" ) ;
742   fPrincipalPi0    = dynamic_cast<TPrincipal*> (fPi0.Get("principal")) ; 
743   fPi0.Close() ;
744
745   // Open parameters file and initialization of the Parameters matrix. 
746   // In the File Parameters.dat are all the parameters. These are introduced 
747   // in a matrix of 16x4  
748   // 
749   // All the parameters defined in this file are, in order of row: 
750   // line   0   : calibration 
751   // lines  1,2 : CPV rectangular cat for X and Z
752   // line   3   : TOF cut
753   // lines  4-8 : parameters to calculate photon PCA ellipse
754   // lines  9-13: parameters to calculate pi0 PCA ellipse
755   // lines 14-15: parameters to calculate border for high-pt photons and pi0
756
757   fFileNameParameters = gSystem->ExpandPathName("$ALICE_ROOT/PHOS/Parameters.dat");
758   fParameters = new TMatrix(16,4) ;
759   const Int_t maxLeng=255;
760   char string[maxLeng];
761
762   // Open a text file with PID parameters
763   FILE *fd = fopen(fFileNameParameters.Data(),"r");
764   if (!fd)
765     Fatal("SetParameter","File %s with a PID parameters cannot be opened\n",
766           fFileNameParameters.Data());
767
768   Int_t i=0;
769   // Read parameter file line-by-line and skip empty line and comments
770   while (fgets(string,maxLeng,fd) != NULL) {
771     if (string[0] == '\n' ) continue;
772     if (string[0] == '!'  ) continue;
773     sscanf(string, "%f %f %f %f",
774            &(*fParameters)(i,0), &(*fParameters)(i,1), 
775            &(*fParameters)(i,2), &(*fParameters)(i,3));
776     i++;
777     //printf("line %d: %s",i,string);
778   }
779   fclose(fd);
780 }
781
782 //____________________________________________________________________________
783 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterCalibration(Int_t i,Float_t param) 
784 {
785   // Set parameter "Calibration" i to a value param
786   if(i>2 || i<0)
787     Error("SetParameterCalibration","Invalid parameter number: %d",i);
788   else
789     (*fParameters)(0,i) = param ;
790 }
791
792 //____________________________________________________________________________
793 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterCpv2Emc(Int_t i, TString axis, Float_t cut) 
794 {
795   // Set the parameters to calculate Cpv-to-Emc Distance Cut depending on 
796   // Purity-Efficiency point i
797
798   if(i>2 || i<0)
799     Error("SetParameterCpv2Emc","Invalid parameter number: %d",i);
800   else {
801     axis.ToLower();
802     if      (axis == "x") (*fParameters)(1,i) = cut;
803     else if (axis == "z") (*fParameters)(2,i) = cut;
804     else Error("SetParameterCpv2Emc","Invalid axis name: %s",axis.Data());
805   }
806 }
807
808 //____________________________________________________________________________
809 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterPhotonBoundary(Int_t i,Float_t param) 
810 {
811   // Set parameter "Hard photon boundary" i to a value param
812   if(i>4 || i<0)
813     Error("SetParameterPhotonBoundary","Invalid parameter number: %d",i);
814   else
815     (*fParameters)(14,i) = param ;
816 }
817
818 //____________________________________________________________________________
819 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterPi0Boundary(Int_t i,Float_t param) 
820 {
821   // Set parameter "Hard pi0 boundary" i to a value param
822   if(i>1 || i<0)
823     Error("SetParameterPi0Boundary","Invalid parameter number: %d",i);
824   else
825     (*fParameters)(15,i) = param ;
826 }
827
828 //_____________________________________________________________________________
829 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterTimeGate(Int_t i, Float_t gate) 
830 {
831   // Set the parameter TimeGate depending on Purity-Efficiency point i 
832   if (i>2 || i<0)
833     Error("SetParameterTimeGate","Invalid Efficiency-Purity choice %d",i);
834   else
835     (*fParameters)(3,i)= gate ; 
836
837
838 //_____________________________________________________________________________
839 void  AliPHOSPIDv1::SetParameterToCalculateEllipse(TString particle, TString param, Int_t i, Float_t par) 
840 {  
841   // Set the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse 
842   // parameter "param" for a particle "particle"
843   
844   particle.ToLower();
845   param.   ToLower();
846   Int_t p= -1;
847   Int_t offset=0;
848
849   if      (particle == "photon") offset=0;
850   else if (particle == "pi0")    offset=5;
851   else
852     Error("SetParameterToCalculateEllipse","Wrong particle name: %s (choose from pi0/photon)\n",particle.Data());
853
854   if     (param.Contains("a")) p=4+offset; 
855   else if(param.Contains("b")) p=5+offset; 
856   else if(param.Contains("c")) p=6+offset; 
857   else if(param.Contains("x0"))p=7+offset; 
858   else if(param.Contains("y0"))p=8+offset;
859   if((i>4)||(i<0))
860     Error("SetEllipseParameter", "No parameter with index %d", i) ; 
861   else if(p==-1)
862     Error("SetEllipseParameter", "No parameter with name %s", param.Data() ) ; 
863   else
864     (*fParameters)(p,i) = par ;
865
866
867 //____________________________________________________________________________
868 void AliPHOSPIDv1::Unload() 
869 {
870   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;  
871   gime->PhosLoader()->UnloadRecPoints() ;
872   gime->PhosLoader()->UnloadTracks() ;
873   gime->PhosLoader()->UnloadRecParticles() ;
874 }
875
876 //____________________________________________________________________________
877 void  AliPHOSPIDv1::WriteRecParticles()
878 {
879  
880   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::Instance() ; 
881
882   TClonesArray * recParticles = gime->RecParticles() ; 
883   recParticles->Expand(recParticles->GetEntriesFast() ) ;
884   TTree * treeP =  gime->TreeP();
885   
886   //First rp
887   Int_t bufferSize = 32000 ;
888   TBranch * rpBranch = treeP->Branch("PHOSRP",&recParticles,bufferSize);
889   rpBranch->SetTitle(BranchName());
890   
891   rpBranch->Fill() ;
892  
893   gime->WriteRecParticles("OVERWRITE");
894   gime->WritePID("OVERWRITE");
895 }
896