Coding rule corrections
[u/mrichter/AliRoot.git] / PHOS / AliPHOSPIDv1.cxx
1 /**************************************************************************
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4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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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 "TSystem.h"
86 #include "TBenchmark.h"
87 #include "TMatrixD.h"
88 #include "TPrincipal.h"
89
90 // --- Standard library ---
91
92 //#include <Riostream.h>
93
94 // --- AliRoot header files ---
95
96 #include "AliGenerator.h"
97 #include "AliPHOSPIDv1.h"
98 #include "AliPHOSTrackSegment.h"
99 #include "AliPHOSRecParticle.h"
100 #include "AliPHOSGeometry.h"
101 #include "AliPHOSGetter.h"
102
103 ClassImp( AliPHOSPIDv1) 
104
105 //____________________________________________________________________________
106 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1():AliPHOSPID()
107
108   // default ctor
109  
110   InitParameters() ; 
111   fDefaultInit = kTRUE ; 
112
113 }
114
115 //____________________________________________________________________________
116 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1(AliPHOSPIDv1 & pid ):AliPHOSPID(pid)
117
118   // ctor
119   InitParameters() ; 
120
121   Init() ;
122   fDefaultInit = kFALSE ; 
123
124 }
125
126 //____________________________________________________________________________
127 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1(const char * headerFile,const char * name, const Bool_t toSplit)
128 :AliPHOSPID(headerFile, name,toSplit)
129
130   //ctor with the indication on where to look for the track segments
131  
132   InitParameters() ; 
133
134   Init() ;
135   fDefaultInit = kFALSE ; 
136
137 }
138
139 //____________________________________________________________________________
140 AliPHOSPIDv1::~AliPHOSPIDv1()
141
142   // dtor
143   // fDefaultInit = kTRUE if PID created by default ctor (to get just the parameters)
144
145   delete [] fX ;    // Principal input 
146   delete [] fP ;    // Principal components
147   delete [] fPPi0 ; // Pi0 Principal components
148
149   if (!fDefaultInit) {  
150 //    AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ; 
151     // remove the task from the folder list
152 //     gime->RemoveTask("P",GetName()) ;
153 //     TString name(GetName()) ; 
154 //     name.ReplaceAll("pid", "clu") ; 
155 //     gime->RemoveTask("C",name) ;
156     
157 //     // remove the data from the folder list
158 //     name = GetName() ; 
159 //     name.Remove(name.Index(":")) ; 
160 //     gime->RemoveObjects("RE", name) ; // EMCARecPoints
161 //     gime->RemoveObjects("RC", name) ; // CPVRecPoints
162 //     gime->RemoveObjects("T", name) ;  // TrackSegments
163 //     gime->RemoveObjects("P", name) ;  // RecParticles
164     
165 //     // Delete gAlice
166 //     gime->CloseFile() ; 
167     
168     fSplitFile = 0 ; 
169   }
170 }
171
172 //____________________________________________________________________________
173 const TString AliPHOSPIDv1::BranchName() const 
174 {  
175   // gives the name of the current branch
176   TString branchName(GetName() ) ;
177   branchName.Remove(branchName.Index(Version())-1) ;
178   return branchName ;
179 }
180  
181 //____________________________________________________________________________
182 void AliPHOSPIDv1::Init()
183 {
184   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
185   // Add the PID task to the list of PHOS tasks
186
187   if ( strcmp(GetTitle(), "") == 0 )
188     SetTitle("galice.root") ;
189
190   TString branchname(GetName()) ;
191   branchname.Remove(branchname.Index(Version())-1) ;    
192   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance(GetTitle(),branchname.Data(),fToSplit ) ; 
193
194   //  gime->SetRecParticlesTitle(BranchName()) ;
195   if ( gime == 0 ) {
196     Error("Init", "Could not obtain the Getter object !" ) ;  
197     return ;
198   } 
199
200   fSplitFile = 0 ;
201   if(fToSplit){
202     //First - extract full path if necessary
203     TString fileName(GetTitle()) ;
204     Ssiz_t islash = fileName.Last('/') ;
205     if(islash<fileName.Length())
206       fileName.Remove(islash+1,fileName.Length()) ;
207     else
208       fileName="" ;
209     fileName+="PHOS.RecData." ;
210     if((strcmp(branchname.Data(),"Default")!=0)&&(strcmp(branchname.Data(),"")!=0)){
211       fileName+=branchname.Data() ;
212       fileName+="." ;
213     }
214     fileName+="root" ;
215     fSplitFile = static_cast<TFile*>(gROOT->GetFile(fileName.Data()));   
216     if(!fSplitFile)
217       fSplitFile =  TFile::Open(fileName.Data(),"update") ;
218   }
219   
220   gime->PostPID(this) ;
221   // create a folder on the white board //YSAlice/WhiteBoard/RecParticles/PHOS/recparticlesName
222   gime->PostRecParticles(branchname) ; 
223   
224 }
225
226 //____________________________________________________________________________
227 void AliPHOSPIDv1::InitParameters()
228 {
229 //   fFrom               = "" ;
230 //   fHeaderFileName     = GetTitle() ; 
231 //   TString name(GetName()) ; 
232 //   if (name.IsNull()) 
233 //     name = "Default" ;
234 //   fTrackSegmentsTitle = name ; 
235 //   fRecPointsTitle     = name ; 
236 //   fRecParticlesTitle  = name ;
237 //   name.Append(":") ;
238 //   name.Append(Version()) ; 
239 //   SetName(name) ; 
240   fRecParticlesInRun = 0 ; 
241   fNEvent            = 0 ;            
242   //  fClusterizer       = 0 ;      
243   //  fTSMaker           = 0 ;        
244   fRecParticlesInRun = 0 ;
245   TString pidName( GetName()) ;
246   if (pidName.IsNull() ) 
247     pidName = "Default" ; 
248   pidName.Append(":") ; 
249   pidName.Append(Version()) ; 
250   SetName(pidName) ;
251   fPi0Analysis = kFALSE ;
252   SetParameters() ; // fill the parameters matrix from parameters file
253 }
254
255 //____________________________________________________________________________
256 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetCpvtoEmcDistanceCut(const Float_t e, const TString Axis) const
257 {
258   // Get CpvtoEmcDistance Cut depending on the cluster energy, axis and 
259   // Purity-Efficiency point 
260
261   Int_t i = -1;
262   if      (Axis.Contains("X")) i = 1;
263   else if (Axis.Contains("Z")) i = 2;
264   else
265     Error("GetCpvtoEmcDistanceCut"," Invalid axis option ");
266    
267   Float_t a = (*fParameters)(i,0) ;
268   Float_t b = (*fParameters)(i,1) ;
269   Float_t c = (*fParameters)(i,2) ;
270
271   Float_t sig = a + TMath::Exp(b-c*e);
272   return sig;
273 }
274 //____________________________________________________________________________
275
276 const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetTimeGate(const Int_t effpur) const
277 {
278   // Get TimeGate parameter depending on Purity-Efficiency point 
279  
280    if(effpur>2 || effpur<0)
281     Error("GetTimeGate","Invalid Efficiency-Purity choice %d",effpur);
282     return (*fParameters)(3,effpur) ; 
283
284 }
285 //_____________________________________________________________________________
286 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetDistance(AliPHOSEmcRecPoint * emc,AliPHOSRecPoint * cpv, Option_t *  Axis)const
287 {
288   // Calculates the distance between the EMC RecPoint and the PPSD RecPoint
289   
290   const AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGetter::GetInstance()->PHOSGeometry() ; 
291   TVector3 vecEmc ;
292   TVector3 vecCpv ;
293   if(cpv){
294     emc->GetLocalPosition(vecEmc) ;
295     cpv->GetLocalPosition(vecCpv) ; 
296     if(emc->GetPHOSMod() == cpv->GetPHOSMod()){      
297       // Correct to difference in CPV and EMC position due to different distance to center.
298       // we assume, that particle moves from center
299       Float_t dCPV = geom->GetIPtoOuterCoverDistance();
300       Float_t dEMC = geom->GetIPtoCrystalSurface() ;
301       dEMC         = dEMC / dCPV ;
302       vecCpv = dEMC * vecCpv  - vecEmc ; 
303       if (Axis == "X") return vecCpv.X();
304       if (Axis == "Y") return vecCpv.Y();
305       if (Axis == "Z") return vecCpv.Z();
306       if (Axis == "R") return vecCpv.Mag();
307   } 
308     
309     return 100000000 ;
310   }
311   return 100000000 ;
312 }
313 //____________________________________________________________________________
314 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetCPVBit(AliPHOSEmcRecPoint * emc,AliPHOSRecPoint * cpv,const Int_t EffPur, const Float_t e) const
315 {
316   // return 1 if a combination of EMC and CPV is neutral rec.points matches a neutral particle
317   // return 0 otherwise
318   if(EffPur>2 || EffPur<0)
319     Error("GetCPVBit","Invalid Efficiency-Purity choice %d",EffPur);
320   
321   Float_t sigX = GetCpvtoEmcDistanceCut(e,"X");
322   Float_t sigZ = GetCpvtoEmcDistanceCut(e,"Z");
323   
324   Float_t deltaX = TMath::Abs(GetDistance(emc, cpv,  "X"));
325   Float_t deltaZ = TMath::Abs(GetDistance(emc, cpv,  "Z"));
326        
327   if((deltaX>sigX*(EffPur+1)) || (deltaZ>sigZ*(EffPur+1)))
328     return 1;//Neutral
329   else
330     return 0;//Charged
331   
332 }
333
334 //____________________________________________________________________________
335 const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetCalibratedEnergy(const Float_t e) const
336 {
337 //      It calibrates Energy depending on the recpoint energy.
338 //      The energy of the reconstructed cluster is corrected with 
339 //      the formula A + B* E  + C* E^2, whose parameters where obtained 
340 //      through the study of the reconstructed energy distribution of 
341 //      monoenergetic photons.
342  
343   Double_t p[]={0.,0.,0.};
344   Int_t i;
345   for(i=0;i<3;i++) p[i]= (*fParameters)(0,i);
346   Double_t  enerec = p[0] +  p[1]* e+ p[2] * e * e;
347   return enerec ;
348
349 }
350 //____________________________________________________________________________
351 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetPrincipalBit(const Double_t* p ,const Int_t effpur, const Float_t e)const
352 {
353   //Is the particle inside de PCA ellipse?
354
355   Int_t    prinbit  = 0 ;
356   Double_t a        = GetEllipseParameter("a", e); 
357   Double_t b        = GetEllipseParameter("b", e);
358   Double_t c        = GetEllipseParameter("c", e);
359   Double_t xCenter = GetEllipseParameter("x0", e); 
360   Double_t yCenter = GetEllipseParameter("y0", e);
361   
362   Double_t r = TMath::Power((p[0] - xCenter)/a,2) + 
363       TMath::Power((p[1] - yCenter)/b,2) +
364      c*(p[0] -  xCenter)*(p[1] - yCenter)/(a*b) ;
365   //3 different ellipses defined
366   if((effpur==2)&&(r <1./2.)) prinbit= 1;
367   if((effpur==1)&&(r <2.   )) prinbit= 1;
368   if((effpur==0)&&(r <9./2.)) prinbit= 1;
369
370   if(r<0)
371     Error("GetPrincipalBit", "Negative square? R=%f \n",r) ;
372
373   return prinbit;
374
375 }
376 //____________________________________________________________________________
377 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetPrincipalPi0Bit(const Double_t* p, const Int_t effpur, const Float_t e)const
378 {
379   //Is the particle inside de Pi0 PCA ellipse?
380
381   Int_t    prinbit  = 0 ;
382   Double_t a        = GetEllipseParameterPi0("a", e); 
383   Double_t b        = GetEllipseParameterPi0("b", e);
384   Double_t c        = GetEllipseParameterPi0("c", e);
385   Double_t xCenter = GetEllipseParameterPi0("x0", e); 
386   Double_t yCenter = GetEllipseParameterPi0("y0", e);
387   
388   Double_t r = TMath::Power((p[0] - xCenter)/a,2) + 
389       TMath::Power((p[1] - yCenter)/b,2) +
390       c*(p[0] -  xCenter)*(p[1] - yCenter)/(a*b) ;
391   //3 different ellipses defined
392   if((effpur==2)&&(r <1./2.)) prinbit= 1;
393   if((effpur==1)&&(r <2.   )) prinbit= 1;
394   if((effpur==0)&&(r <9./2.)) prinbit= 1;
395
396   if(r<0)
397     Error("GetPrincipalPi0Bit", "Negative square?") ;
398
399   return prinbit;
400
401 }
402 //_____________________________________________________________________________
403 void  AliPHOSPIDv1::SetCpvtoEmcDistanceCutParameters(Float_t e, Int_t effpur, TString Axis,Float_t cut) 
404 {
405   // Set the parameters to calculate Cpvto EmcDistanceCut depending on the cluster energy and 
406   // Purity-Efficiency point 
407
408   if(effpur>2 || effpur<0)
409      Error("SetCpvtoEmcDistanceCutParameters","Invalid Efficiency-Purity choice %d",effpur);
410
411   Int_t i = -1;
412   if     (Axis.Contains("X")) i = 1;
413   else if(Axis.Contains("Z")) i = 2;
414   else
415     Error("SetCpvtoEmcDistanceCutParameters"," Invalid axis option");
416   
417   (*fParameters)(i,effpur) = cut ;
418 }
419 //_____________________________________________________________________________
420 void  AliPHOSPIDv1::SetTimeGate(Int_t effpur, Float_t gate) 
421 {
422   // Set the parameter TimeGate depending on the cluster energy and 
423   // Purity-Efficiency point 
424   if(effpur>2 || effpur<0)
425     Error("SetTimeGate","Invalid Efficiency-Purity choice %d",effpur);
426   
427   (*fParameters)(3,effpur)= gate ; 
428
429 //_____________________________________________________________________________
430 void  AliPHOSPIDv1::SetParameters() 
431 {
432   // PCA : To do the Principal Components Analysis it is necessary 
433   // the Principal file, which is opened here
434   fX         = new double[7]; // Data for the PCA 
435   fP         = new double[7]; // Eigenvalues of the PCA
436   fPPi0      = new double[7]; // Eigenvalues of the Pi0 PCA
437
438   // Read photon principals from the photon file
439   
440   fFileName     = "$ALICE_ROOT/PHOS/PCA8pa15_0.5-100.root" ; 
441   TFile f( fFileName.Data(), "read" ) ;
442   fPrincipal = dynamic_cast<TPrincipal*> (f.Get("principal")) ; 
443   f.Close() ; 
444
445   // Read pi0 principals from the pi0 file
446
447   fFileNamePi0  = "$ALICE_ROOT/PHOS/PCA_pi0_40-120.root" ;
448   TFile fPi0( fFileNamePi0.Data(), "read" ) ;
449   fPrincipalPi0 = dynamic_cast<TPrincipal*> (fPi0.Get("principal")) ; 
450   fPi0.Close() ;
451
452   // Open parameters file and initialization of the Parameters matrix. 
453   // In the File Parameters.dat are all the parameters. These are introduced 
454   // in a matrix of 9x4  
455   // 
456   // All the parameters defined in this file are, in order of row: 
457   // -CpvtoEmcDistanceCut (2 row (x and z) and 3 columns, each one depending 
458   // on the parameter of the funtion that sets the cut in x or z.   
459   // -TimeGate, 1 row and 3 columns (3 efficiency-purty cuts) 
460   // -PCA, parameters of the functions that 
461   // calculate the ellipse parameters, x0,y0,a, b, c. These 5 parameters 
462   // (5 rows) depend on 4 parameters (columns). 
463   // -Finally there is a row with the energy calibration parameters, 
464   // 3 parameters. 
465
466   fFileNamePar = gSystem->ExpandPathName("$ALICE_ROOT/PHOS/Parameters.dat");
467   fParameters = new TMatrixD(14,4) ;
468   const Int_t kmaxLeng=255;
469   char string[kmaxLeng];
470
471   // Open a text file with PID parameters
472   FILE *fd = fopen(fFileNamePar.Data(),"r");
473   if (!fd)
474     Fatal("SetParameter","File %s with a PID parameters cannot be opened\n",
475           fFileNamePar.Data());
476
477   Int_t i=0;
478   // Read parameter file line-by-line and skip empty line and comments
479   while (fgets(string,kmaxLeng,fd) != NULL) {
480     if (string[0] == '\n' ) continue;
481     if (string[0] == '!'  ) continue;
482     sscanf(string, "%lf %lf %lf %lf",
483            &(*fParameters)(i,0), &(*fParameters)(i,1), 
484            &(*fParameters)(i,2), &(*fParameters)(i,3));
485     i++;
486   }
487   fclose(fd);
488 }
489
490
491 //________________________________________________________________________
492 void  AliPHOSPIDv1::SetEllipseParameter(TString Param, Int_t i, Double_t par) 
493 {  
494   // Set the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse 
495   // parameter "Param".
496   
497   Int_t p= -1;
498   if     (Param.Contains("a")) p=4; 
499   else if(Param.Contains("b")) p=5; 
500   else if(Param.Contains("c")) p=6; 
501   else if(Param.Contains("x0"))p=7; 
502   else if(Param.Contains("y0"))p=8;
503   if((i>4)||(i<0))
504     Error("SetEllipseParameter", "No parameter with index %d", i) ; 
505   else if(p==-1)
506      Error("SetEllipseParameter", "No parameter with name %s", Param.Data() ) ; 
507   else
508     (*fParameters)(p,i) = par ;
509
510 //________________________________________________________________________
511 void  AliPHOSPIDv1::SetEllipseParameterPi0(TString Param, Int_t i, Double_t par) 
512 {  
513   // Set the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse 
514   // parameter "Param".
515   if(!fPi0Analysis) Error("SetPi0EllipseParameter", "Pi 0 Analysis is off") ; 
516   Int_t p= -1;
517   if     (Param.Contains("a")) p=9; 
518   else if(Param.Contains("b")) p=10; 
519   else if(Param.Contains("c")) p=11; 
520   else if(Param.Contains("x0"))p=12; 
521   else if(Param.Contains("y0"))p=13;
522   if((i>4)||(i<0))
523     Error("SetPi0EllipseParameter", "No parameter with index %d", i) ; 
524   else if(p==-1)
525      Error("SetPi0EllipseParameter", "No parameter with name %s", Param.Data() ) ; 
526   else
527     (*fParameters)(p,i) = par ;
528
529 //________________________________________________________________________
530 const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterToCalculateEllipse(const TString Param, const Int_t i) const
531
532   // Get the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse 
533   // parameter "Param".
534
535   Int_t p= -1;
536   Double_t par = -1;
537
538   if     (Param.Contains("a")) p=4; 
539   else if(Param.Contains("b")) p=5; 
540   else if(Param.Contains("c")) p=6; 
541   else if(Param.Contains("x0"))p=7; 
542   else if(Param.Contains("y0"))p=8;
543
544   if((i>4)||(i<0))
545     Error("GetParameterToCalculateEllipse", "No parameter with index", i) ; 
546   else if(p==-1)
547     Error("GetParameterToCalculateEllipse", "No parameter with name %s", Param.Data() ) ; 
548   else
549     par = (*fParameters)(p,i) ;
550   
551   return par;
552
553
554 //____________________________________________________________________________
555 const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterToCalculatePi0Ellipse(const TString Param, const Int_t i) const
556
557   // Get the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse 
558   // parameter "Param".
559
560   if(!fPi0Analysis) Error("GetParameterToCalculatePi0Ellipse", "Pi 0 Analysis is off") ;
561
562   Int_t p= -1;
563   Double_t par = -1;
564
565   if(Param.Contains("a")) p=9; 
566   if(Param.Contains("b")) p=10; 
567   if(Param.Contains("c")) p=11; 
568   if(Param.Contains("x0"))p=12; 
569   if(Param.Contains("y0"))p=13;
570
571   if((i>4)||(i<0))
572     Error("GetParameterToCalculatePi0Ellipse", "No parameter with index", i) ; 
573   else if(p==-1)
574     Error("GetParameterToCalculatePi0Ellipse", "No parameter with name %s", Param.Data() ) ; 
575   else
576     par = (*fParameters)(p,i) ;
577   
578   return par;
579
580
581 //____________________________________________________________________________
582 void  AliPHOSPIDv1::SetCalibrationParameter(Int_t i,Double_t param) const
583 {
584   (*fParameters)(0,i) = param ;
585 }
586 //____________________________________________________________________________
587 const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetCalibrationParameter(const Int_t i) const 
588 {
589   Float_t param = (*fParameters)(0,i);
590   return param;
591 }
592 //____________________________________________________________________________
593 const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetEllipseParameter(const TString Param,Float_t E) const 
594 {
595   // Calculates the parameter Param of the ellipse
596   
597   Double_t p[4]={0.,0.,0.,0.};
598   Double_t value = 0.0;
599   Int_t i;
600
601   if(Param.Contains("a")){
602     for(i=0;i<4;i++)p[i]=(*fParameters)(4,i);
603     if(E>70.)E=70.;
604   }
605   
606   else if(Param.Contains("b")){
607     for(i=0;i<4;i++)p[i]=(*fParameters)(5,i);
608     if(E>70.)E=70.;
609   }
610   
611   else if(Param.Contains("c"))
612     for(i=0;i<4;i++)p[i]=(*fParameters)(6,i);
613   
614   else if(Param.Contains("x0")){
615     for(i=0;i<4;i++)p[i]=(*fParameters)(7,i);
616     if(E<1.)E=1.1;
617   }
618   else if(Param.Contains("y0"))
619     for(i=0;i<4;i++)p[i]=(*fParameters)(8,i);
620   
621   value = p[0]/TMath::Sqrt(E)+p[1]*E+p[2]*E*E+p[3];
622   return value;
623 }
624
625 //____________________________________________________________________________
626 // const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetEllipseParameter(const TString Param,Float_t E) const 
627 // {
628 //   // Calculates the parameter Param of the pi0 ellipse
629   
630 //   Double_t p[3]  = {0.,0.,0.};
631 //   Double_t value = 0.0;
632 //   Int_t    i;
633
634 //   if(Param.Contains("a"))
635 //     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(4,i);
636 //   else if(Param.Contains("b"))
637 //     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(5,i);
638 //   else if(Param.Contains("c"))
639 //     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(6,i);
640 //   else if(Param.Contains("x0"))
641 //     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(7,i);
642 //   else if(Param.Contains("y0"))
643 //     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(8,i);
644   
645 //   value = p[0] + p[1]*E + p[2]*E*E;
646 //   return value;
647 // }
648 //____________________________________________________________________________
649 const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetEllipseParameterPi0(const TString Param,Float_t E) const 
650 {
651   // Calculates the parameter Param of the pi0 ellipse
652   
653   Double_t p[3]  = {0.,0.,0.};
654   Double_t value = 0.0;
655   Int_t    i;
656
657   if(Param.Contains("a"))
658     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(9,i);
659   else if(Param.Contains("b"))
660     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(10,i);
661   else if(Param.Contains("c"))
662     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(11,i);
663   else if(Param.Contains("x0"))
664     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(12,i);
665   else if(Param.Contains("y0"))
666     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(13,i);
667   
668   value = p[0] + p[1]*E + p[2]*E*E;
669   return value;
670 }
671 //____________________________________________________________________________
672
673 void  AliPHOSPIDv1::Exec(Option_t * option) 
674 {
675   //Steering method
676   
677   if( strcmp(GetName(), "")== 0 ) 
678     Init() ;
679   
680   if(strstr(option,"tim"))
681     gBenchmark->Start("PHOSPID");
682   
683   if(strstr(option,"print")) {
684     Print("") ; 
685     return ; 
686   }
687
688
689   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ; 
690   if(gime->BranchExists("RecParticles") )
691     return ;
692   Int_t nevents = gime->MaxEvent() ;  
693   Int_t ievent ;
694
695   for(ievent = 0; ievent < nevents; ievent++){
696     gime->Event(ievent,"R") ;
697  
698     if(gime->TrackSegments() && //Skip events, where no track segments made
699        gime->TrackSegments()->GetEntriesFast()) {
700       MakeRecParticles() ;
701       WriteRecParticles(ievent);
702       if(strstr(option,"deb"))
703         PrintRecParticles(option) ;
704       //increment the total number of rec particles per run 
705       fRecParticlesInRun+=gime->RecParticles(BranchName())->GetEntriesFast() ; 
706     }
707   }
708   
709   if(strstr(option,"tim")){
710     gBenchmark->Stop("PHOSPID");
711     Info("Exec", "took %f seconds for PID %f seconds per event", 
712          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSPID"),  
713          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSPID")/nevents) ;
714   } 
715 }
716
717 //____________________________________________________________________________
718 void  AliPHOSPIDv1::MakeRecParticles(){
719
720   // Makes a RecParticle out of a TrackSegment
721   
722   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ; 
723   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ; 
724   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ; 
725   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments() ; 
726   if ( !emcRecPoints || !cpvRecPoints || !trackSegments ) {
727     Fatal("MakeRecParticles", "RecPoints or TrackSegments not found !") ;  
728   }
729   TClonesArray * recParticles  = gime->RecParticles() ; 
730   recParticles->Clear();
731
732   TIter next(trackSegments) ; 
733   AliPHOSTrackSegment * ts ; 
734   Int_t index = 0 ; 
735   AliPHOSRecParticle * rp ; 
736   while ( (ts = (AliPHOSTrackSegment *)next()) ) {
737     
738     new( (*recParticles)[index] ) AliPHOSRecParticle() ;
739     rp = (AliPHOSRecParticle *)recParticles->At(index) ; 
740     rp->SetTrackSegment(index) ;
741     rp->SetIndexInList(index) ;
742         
743     AliPHOSEmcRecPoint * emc = 0 ;
744     if(ts->GetEmcIndex()>=0)
745       emc = (AliPHOSEmcRecPoint *) emcRecPoints->At(ts->GetEmcIndex()) ;
746     
747     AliPHOSRecPoint    * cpv = 0 ;
748     if(ts->GetCpvIndex()>=0)
749       cpv = (AliPHOSRecPoint *)   cpvRecPoints->At(ts->GetCpvIndex()) ;
750     
751     // Now set type (reconstructed) of the particle
752
753     // Choose the cluster energy range
754     
755     if (!emc) {
756       Fatal("MakeRecParticles", "-> emc(%d) = %d", ts->GetEmcIndex(), emc ) ;
757     }
758
759     Float_t    e = emc->GetEnergy() ;   
760     
761     Float_t  lambda[2] ;
762     emc->GetElipsAxis(lambda) ;
763     
764     if((lambda[0]>0.01) && (lambda[1]>0.01)){
765       // Looking PCA. Define and calculate the data (X),
766       // introduce in the function X2P that gives the components (P).  
767
768       Float_t  spher = 0. ;
769       Float_t  emaxdTotal = 0. ; 
770       
771       if((lambda[0]+lambda[1])!=0) 
772         spher=fabs(lambda[0]-lambda[1])/(lambda[0]+lambda[1]); 
773       
774       emaxdTotal=emc->GetMaximalEnergy()/emc->GetEnergy(); 
775       
776       fX[0] = lambda[0] ;  
777       fX[1] = lambda[1] ; 
778       fX[2] = emc->GetDispersion() ; 
779       fX[3] = spher ; 
780       fX[4] = emc->GetMultiplicity() ;  
781       fX[5] = emaxdTotal ;  
782       fX[6] = emc->GetCoreEnergy() ;  
783       
784       fPrincipal->X2P(fX,fP);
785       if(fPi0Analysis)
786         fPrincipalPi0->X2P(fX,fPPi0);
787
788     }
789     else{
790       fP[0]=-100.0;  //We do not accept clusters with 
791       fP[1]=-100.0;  //one cell as a photon-like
792       if(fPi0Analysis){
793         fPPi0[0]=-100.0;
794         fPPi0[1]=-100.0;
795       }
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 eff_pur = 0; eff_pur < 3 ; eff_pur++){
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, eff_pur,e) == 1 )  
808         rp->SetPIDBit(eff_pur) ;
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,eff_pur)) 
813         rp->SetPIDBit(eff_pur+3) ;                  
814       
815       //If we are inside the ellipse, 7th, 8th or 9th 
816       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1 
817       if(GetPrincipalBit(fP,eff_pur,e) == 1) 
818         rp->SetPIDBit(eff_pur+6) ;
819
820       //Pi0 analysis
821       //If we are inside the ellipse, 10th, 11th or 12th 
822       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1 
823       if(fPi0Analysis){
824         if(GetPrincipalPi0Bit(fPPi0,eff_pur,e) == 1) 
825           rp->SetPIDBit(eff_pur+9) ;
826       }
827     }
828     
829     
830     //Set momentum, energy and other parameters 
831     Float_t  encal = GetCalibratedEnergy(e);
832     TVector3 dir   = GetMomentumDirection(emc,cpv) ; 
833     dir.SetMag(encal) ;
834     rp->SetMomentum(dir.X(),dir.Y(),dir.Z(),encal) ;
835     rp->SetCalcMass(0);
836     rp->Name(); //If photon sets the particle pdg name to gamma
837     rp->SetProductionVertex(0,0,0,0);
838     rp->SetFirstMother(-1);
839     rp->SetLastMother(-1);
840     rp->SetFirstDaughter(-1);
841     rp->SetLastDaughter(-1);
842     rp->SetPolarisation(0,0,0);
843     index++ ; 
844   }
845   
846 }
847
848 //____________________________________________________________________________
849 void  AliPHOSPIDv1::Print()
850 {
851   // Print the parameters used for the particle type identification
852
853   TString message ; 
854     message  = "\n=============== AliPHOSPID1 ================\n" ;
855     message += "Making PID\n";
856     message += "    Pricipal analysis file from 0.5 to 100 %s\n" ; 
857     message += "    Name of parameters file     %s\n" ;
858     message += "    Matrix of Parameters: 14x4\n" ;
859     message += "        Energy Calibration  1x3 [3 parametres to calibrate energy: A + B* E + C * E^2]\n" ;
860     message += "        RCPV 2x3 rows x and z, columns function cut parameters\n" ;
861     message += "        TOF  1x3 [High Eff-Low Pur,Medium Eff-Pur, Low Eff-High Pur]\n" ;
862     message += "        PCA  5x4 [5 ellipse parametres and 4 parametres to calculate them: A/Sqrt(E) + B* E + C * E^2 + D]\n" ;
863     message += "    Pi0 PCA  5x3 [5 ellipse parametres and 3 parametres to calculate them: A + B* E + C * E^2]\n" ;
864     Info("Print", message.Data(), fFileName.Data(), fFileNamePar.Data() ) ; 
865     fParameters->Print() ;
866 }
867
868 //____________________________________________________________________________
869 void  AliPHOSPIDv1::WriteRecParticles(Int_t event)
870 {
871   // writes the reconstructed particles to file
872   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ; 
873
874   TClonesArray * recParticles = gime->RecParticles() ; 
875   recParticles->Expand(recParticles->GetEntriesFast() ) ;
876   TTree * treeR ;
877
878   if(fToSplit){
879     if(!fSplitFile)
880       return ;
881     fSplitFile->cd() ;
882     char name[10] ;
883     sprintf(name,"%s%d", "TreeR",event) ;
884     treeR = dynamic_cast<TTree*>(fSplitFile->Get(name)); 
885   }
886   else{
887     treeR = gAlice->TreeR();
888   }
889   
890   if(!treeR){
891     gAlice->MakeTree("R", fSplitFile);
892     treeR = gAlice->TreeR() ;
893   }
894   
895   //First rp
896   Int_t bufferSize = 32000 ;    
897   TBranch * rpBranch = treeR->Branch("PHOSRP",&recParticles,bufferSize);
898   rpBranch->SetTitle(BranchName());
899
900   
901   //second, pid
902   Int_t splitlevel = 0 ; 
903   AliPHOSPIDv1 * pid = this ;
904   TBranch * pidBranch = treeR->Branch("AliPHOSPID","AliPHOSPIDv1",&pid,bufferSize,splitlevel);
905   pidBranch->SetTitle(BranchName());
906   
907   rpBranch->Fill() ;
908   pidBranch->Fill() ; 
909   
910   treeR->AutoSave() ; //Write(0,kOverwrite) ;  
911   if(gAlice->TreeR()!=treeR){
912     treeR->Delete();
913   }
914 }
915
916 //____________________________________________________________________________
917 TVector3 AliPHOSPIDv1::GetMomentumDirection(AliPHOSEmcRecPoint * emc, AliPHOSRecPoint * cpv)const 
918
919   // Calculates the momentum direction:
920   //   1. if only a EMC RecPoint, direction is given by IP and this RecPoint
921   //   2. if a EMC RecPoint and CPV RecPoint, direction is given by the line through the 2 recpoints 
922   //  However because of the poor position resolution of PPSD the direction is always taken as if we were 
923   //  in case 1.
924
925   TVector3 dir(0,0,0) ; 
926   
927   TVector3 emcglobalpos ;
928   TMatrix  dummy ;
929   
930   emc->GetGlobalPosition(emcglobalpos, dummy) ;
931
932   dir = emcglobalpos ;  
933   dir.SetZ( -dir.Z() ) ;   // why ?  
934
935   //account correction to the position of IP
936   Float_t xo,yo,zo ; //Coordinates of the origin
937   gAlice->Generator()->GetOrigin(xo,yo,zo) ;
938   TVector3 origin(xo,yo,zo);
939   dir = dir - origin ;
940   dir.SetMag(1.) ;
941   return dir ;  
942 }
943 //____________________________________________________________________________
944 void AliPHOSPIDv1::PrintRecParticles(Option_t * option)
945 {
946   // Print table of reconstructed particles
947
948   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ; 
949
950   TClonesArray * recParticles = gime->RecParticles(BranchName()) ; 
951
952   TString message ; 
953   message  = "\nevent " ;
954   message += gAlice->GetEvNumber() ; 
955   message += "       found " ; 
956   message += recParticles->GetEntriesFast(); 
957   message += " RecParticles\n" ; 
958
959   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
960     message += "\n  PARTICLE         Index    \n" ; 
961     
962     Int_t index ;
963     for (index = 0 ; index < recParticles->GetEntries() ; index++) {
964       AliPHOSRecParticle * rp = (AliPHOSRecParticle * ) recParticles->At(index) ;       
965       message += "\n" ;
966       message += rp->Name().Data() ;  
967       message += " " ;
968       message += rp->GetIndexInList() ;  
969       message += " " ;
970       message += rp->GetType()  ;
971     }
972   }
973   Info("Print", message.Data() ) ; 
974 }
975
976
977