Updating macro to check the various methods of the AliMUONMCDataInterface
[u/mrichter/AliRoot.git] / PHOS / AliPHOSReconstructor.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
6  *                                                                        *
7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15
16 /* $Id$ */
17
18 //_________________________________________________________________________
19 //*--
20 //*-- Yves Schutz (SUBATECH) 
21 // Reconstruction class. Redesigned from the old AliReconstructionner class and 
22 // derived from STEER/AliReconstructor. 
23 // 
24 // --- ROOT system ---
25
26 // --- Standard library ---
27
28 // --- AliRoot header files ---
29 #include "AliLog.h"
30 #include "AliAltroMapping.h"
31 #include "AliESDEvent.h"
32 #include "AliESDCaloCluster.h"
33 #include "AliPHOSReconstructor.h"
34 #include "AliPHOSClusterizerv1.h"
35 #include "AliPHOSTrackSegmentMakerv1.h"
36 #include "AliPHOSPIDv1.h"
37 #include "AliPHOSTracker.h"
38 #include "AliRawReader.h"
39 #include "AliPHOSTrigger.h"
40 #include "AliPHOSGeometry.h"
41 #include "AliPHOSRecoParam.h"
42 #include "AliPHOSRecoParamEmc.h"
43 #include "AliPHOSRecoParamCpv.h"
44 #include "AliPHOSDigit.h"
45 #include "AliPHOSTrackSegment.h"
46 #include "AliPHOSEmcRecPoint.h"
47 #include "AliPHOSRecParticle.h"
48 #include "AliPHOSRawDecoder.h"
49 #include "AliPHOSRawDecoderv1.h"
50 #include "AliPHOSRawDigiProducer.h"
51 #include "AliPHOSPulseGenerator.h"
52
53 ClassImp(AliPHOSReconstructor)
54
55 Bool_t AliPHOSReconstructor::fgDebug = kFALSE ; 
56 AliPHOSRecoParam* AliPHOSReconstructor::fgkRecoParamEmc =0;  // EMC rec. parameters
57 AliPHOSRecoParam* AliPHOSReconstructor::fgkRecoParamCpv =0;  // CPV rec. parameters
58
59 //____________________________________________________________________________
60 AliPHOSReconstructor::AliPHOSReconstructor() :
61   fGeom(NULL)
62 {
63   // ctor
64
65   if (!fgkRecoParamEmc) {
66     AliWarning("The Reconstruction parameters for EMC nonitialized - Used default one");
67     fgkRecoParamEmc = AliPHOSRecoParamEmc::GetEmcDefaultParameters();
68   }
69
70   if (!fgkRecoParamCpv) {
71     AliWarning("The Reconstruction parameters for CPV nonitialized - Used default one");
72     fgkRecoParamCpv = AliPHOSRecoParamCpv::GetCpvDefaultParameters();
73   }
74
75   fGeom = AliPHOSGeometry::GetInstance("IHEP","");
76 }
77
78 //____________________________________________________________________________
79   AliPHOSReconstructor::~AliPHOSReconstructor()
80 {
81   // dtor
82   delete fGeom;
83
84
85 //____________________________________________________________________________
86 void AliPHOSReconstructor::Reconstruct(TTree* digitsTree, TTree* clustersTree) const
87 {
88   // 'single-event' local reco method called by AliReconstruction; 
89   // Only the clusterization is performed,; the rest of the reconstruction is done in FillESD because the track
90   // segment maker needs access to the AliESDEvent object to retrieve the tracks reconstructed by 
91   // the global tracking.
92
93   AliPHOSClusterizerv1 clu(fGeom);
94   clu.SetInput(digitsTree);
95   clu.SetOutput(clustersTree);
96   if ( Debug() ) 
97     clu.Digits2Clusters("deb all") ; 
98   else 
99     clu.Digits2Clusters("") ;
100 }
101
102 //____________________________________________________________________________
103 void AliPHOSReconstructor::FillESD(TTree* digitsTree, TTree* clustersTree, 
104                                    AliESDEvent* esd) const
105 {
106   // This method produces PHOS rec-particles,
107   // then it creates AliESDtracks out of them and
108   // write tracks to the ESD
109
110   AliPHOSTrackSegmentMaker *tsm = new AliPHOSTrackSegmentMakerv1(fGeom);
111   AliPHOSPID               *pid = new AliPHOSPIDv1              (fGeom);
112
113   // do current event; the loop over events is done by AliReconstruction::Run()
114   tsm->SetESD(esd) ; 
115   tsm->SetInput(clustersTree);
116   if ( Debug() ) 
117     tsm->Clusters2TrackSegments("deb all") ;
118   else 
119     tsm->Clusters2TrackSegments("") ;
120   
121   pid->SetInput(clustersTree, tsm->GetTrackSegments()) ; 
122   pid->SetESD(esd) ; 
123   if ( Debug() ) 
124     pid->TrackSegments2RecParticles("deb all") ;
125   else 
126     pid->TrackSegments2RecParticles("") ;
127
128
129   // This function creates AliESDtracks from AliPHOSRecParticles
130   //         and
131   // writes them to the ESD
132
133   TClonesArray *recParticles  = pid->GetRecParticles();
134   Int_t nOfRecParticles = recParticles->GetEntries();
135   
136   esd->SetNumberOfPHOSClusters(nOfRecParticles) ; 
137   esd->SetFirstPHOSCluster(esd->GetNumberOfCaloClusters()) ;
138
139   AliDebug(2,Form("%d rec. particles, option %s",nOfRecParticles,GetOption()));
140
141   //#########Calculate trigger and set trigger info###########
142  
143   AliPHOSTrigger tr ;
144   //   tr.SetPatchSize(1);//create 4x4 patches
145   tr.Trigger();
146   
147   Float_t maxAmp2x2  = tr.Get2x2MaxAmplitude();
148   Float_t maxAmpnxn  = tr.GetnxnMaxAmplitude();
149   Float_t ampOutOfPatch2x2  = tr.Get2x2AmpOutOfPatch() ;
150   Float_t ampOutOfPatchnxn  = tr.GetnxnAmpOutOfPatch() ;
151
152   Int_t iSM2x2      = tr.Get2x2SuperModule();
153   Int_t iSMnxn      = tr.GetnxnSuperModule();
154   Int_t iCrystalPhi2x2 = tr.Get2x2CrystalPhi();
155   Int_t iCrystalPhinxn = tr.GetnxnCrystalPhi();
156   Int_t iCrystalEta2x2 = tr.Get2x2CrystalEta();
157   Int_t iCrystalEtanxn = tr.GetnxnCrystalEta();
158
159   AliDebug(2, Form("Trigger 2x2 max amp %f, out amp %f, SM %d, iphi %d ieta %d",  maxAmp2x2, ampOutOfPatch2x2, iSM2x2,iCrystalPhi2x2, iCrystalEta2x2));
160   AliDebug(2, Form("Trigger 4x4 max amp %f , out amp %f, SM %d, iphi %d, ieta %d",  maxAmpnxn, ampOutOfPatchnxn, iSMnxn,iCrystalPhinxn, iCrystalEtanxn));
161
162   Int_t iRelId2x2 []= {iSM2x2+1,0,iCrystalPhi2x2,iCrystalEta2x2};// PHOS modules in order to calculate AbsId need to be 1-5 not 0-4 as returns trigger.
163   Int_t iAbsId2x2 =-1;
164   Int_t iRelIdnxn []= {iSMnxn+1,0,iCrystalPhinxn,iCrystalEtanxn};// PHOS modules in order to calculate AbsId need to be 1-5 not 0-4 as returns trigger.
165   Int_t iAbsIdnxn =-1;
166   TVector3    pos2x2(-1,-1,-1);
167   TVector3    posnxn(-1,-1,-1);
168   fGeom->RelToAbsNumbering(iRelId2x2, iAbsId2x2);
169   fGeom->RelToAbsNumbering(iRelIdnxn, iAbsIdnxn);
170   fGeom->RelPosInAlice(iAbsId2x2, pos2x2);
171   fGeom->RelPosInAlice(iAbsIdnxn, posnxn);
172
173   TArrayF triggerPosition(6);
174   triggerPosition[0] = pos2x2(0) ;   
175   triggerPosition[1] = pos2x2(1) ;   
176   triggerPosition[2] = pos2x2(2) ;  
177   triggerPosition[3] = posnxn(0) ;   
178   triggerPosition[4] = posnxn(1) ;   
179   triggerPosition[5] = posnxn(2) ;  
180
181   TArrayF triggerAmplitudes(4);
182   triggerAmplitudes[0] = maxAmp2x2 ;   
183   triggerAmplitudes[1] = ampOutOfPatch2x2 ;    
184   triggerAmplitudes[2] = maxAmpnxn ;   
185   triggerAmplitudes[3] = ampOutOfPatchnxn ;   
186
187   //esd->SetPHOSTriggerCells(triggerPosition);
188   esd->AddPHOSTriggerPosition(triggerPosition);
189   esd->AddPHOSTriggerAmplitudes(triggerAmplitudes);
190   
191   //######################################
192   
193   // Read digits array
194   TBranch *branch = digitsTree->GetBranch("PHOS");
195   if (!branch) { 
196     AliError("can't get the branch with the PHOS digits !");
197     return;
198   }
199   TClonesArray *fDigitsArr    = new TClonesArray("AliPHOSDigit",100);
200   branch->SetAddress(&fDigitsArr);
201   branch->GetEntry(0);
202
203   // Get the clusters array
204   TBranch *emcbranch = clustersTree->GetBranch("PHOSEmcRP");
205   if (!emcbranch) { 
206     AliError("can't get the branch with the PHOS EMC clusters !");
207     return;
208   }
209
210   TObjArray *fEmcRecPoints = new TObjArray(100) ;
211   emcbranch->SetAddress(&fEmcRecPoints);
212   emcbranch->GetEntry(0);
213
214   //Fill CaloClusters 
215   const Float_t kBigShort = std::numeric_limits<short int>::max() - 1;
216   const Float_t nsec100   = 1e9*100.; // units of 0.01 ns
217   const Float_t gev500    = 500.;     // units of GeV/500
218
219   for (Int_t recpart = 0 ; recpart < nOfRecParticles ; recpart++) {
220     AliPHOSRecParticle * rp = dynamic_cast<AliPHOSRecParticle*>(recParticles->At(recpart));
221     if (Debug()) 
222       rp->Print();
223     // Get track segment and EMC rec.point associated with this rec.particle
224     AliPHOSTrackSegment *ts    = static_cast<AliPHOSTrackSegment *>(tsm->GetTrackSegments()->At(rp->GetPHOSTSIndex()));
225
226     AliPHOSEmcRecPoint  *emcRP = static_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(fEmcRecPoints->At(ts->GetEmcIndex()));
227     AliESDCaloCluster   *ec    = new AliESDCaloCluster() ; 
228     
229     Float_t xyz[3];
230     for (Int_t ixyz=0; ixyz<3; ixyz++) 
231       xyz[ixyz] = rp->GetPos()[ixyz];
232     
233     AliDebug(2,Form("Global position xyz=(%f,%f,%f)",xyz[0],xyz[1],xyz[2]));
234    
235     //Create digits lists
236     Int_t  digitMult  = emcRP->GetDigitsMultiplicity();
237     Int_t *digitsList = emcRP->GetDigitsList();
238     Float_t *rpElist   = emcRP->GetEnergiesList() ;
239     Short_t *amplList  = new Short_t[digitMult];
240     Short_t *timeList  = new Short_t[digitMult];
241     Short_t *digiList  = new Short_t[digitMult];
242
243
244     // Convert Float_t* and Int_t* to Short_t* to save memory
245     for (Int_t iDigit=0; iDigit<digitMult; iDigit++) {
246
247       AliPHOSDigit *digit = static_cast<AliPHOSDigit *>(fDigitsArr->At(digitsList[iDigit]));
248       amplList[iDigit] =
249         (Short_t)(TMath::Min(rpElist[iDigit]*gev500,kBigShort)); // Energy in units of GeV/500
250 // We should add here not full energy of digit, but unfolded one, stored in RecPoint
251 //       amplList[iDigit] =
252 //      (Short_t)(TMath::Min(digit->GetEnergy()*gev500,kBigShort)); // Energy in units of GeV/500
253      timeList[iDigit] =
254         (Short_t)(TMath::Max(-kBigShort,TMath::Min(digit->GetTime()*nsec100,kBigShort))); // time in units of 0.01 ns
255       digiList[iDigit] = (Short_t)(digit->GetId());
256     }
257     
258
259
260     //Primaries
261     Int_t  primMult  = 0;
262     Int_t *primList =  emcRP->GetPrimaries(primMult);
263         
264     // fills the ESDCaloCluster
265  
266     ec->SetClusterType(AliESDCaloCluster::kPHOSCluster);
267     ec->SetPosition(xyz);                 //rec.point position in MARS
268     ec->SetE(rp->Energy());         //total particle energy
269     ec->SetClusterDisp(emcRP->GetDispersion()); //cluster dispersion
270     ec->SetPid(rp->GetPID()) ;                  //array of particle identification
271     ec->SetM02(emcRP->GetM2x()) ;               //second moment M2x
272     ec->SetM20(emcRP->GetM2z()) ;               //second moment M2z
273     ec->SetNExMax(emcRP->GetNExMax());          //number of local maxima
274     ec->SetEmcCpvDistance(ts->GetCpvDistance("r"));                  //Only radius, what about separate x,z????
275     ec->SetClusterChi2(-1);                     //not yet implemented
276     ec->SetM11(-1) ;                            //not yet implemented
277  
278     //Digits Lists
279     TArrayS arrayAmpList(digitMult,amplList);
280     TArrayS arrayTimeList(digitMult,timeList);
281     TArrayS arrayIndexList(digitMult,digiList);
282     ec->AddDigitAmplitude(arrayAmpList);
283     ec->AddDigitTime(arrayTimeList);
284     ec->AddDigitIndex(arrayIndexList);
285
286     //Distance to the nearest bad crystal
287     ec->SetDistanceToBadChannel(emcRP->GetDistanceToBadCrystal()); 
288   
289     //Array of MC indeces
290     TArrayI arrayPrim(primMult,primList);
291     ec->AddLabels(arrayPrim);
292
293     //Array of tracks uncomment when available in future
294     //TArrayS arrayTrackMatched(1);// Only one track, temporal solution.
295     //arrayTrackMatched[0]= (Short_t)(matchedTrack[iClust]);
296     //ec->AddTracksMatched(arrayTrackMatched);
297     
298     // add the track to the esd object
299     esd->AddCaloCluster(ec);
300     delete ec;   
301     delete [] amplList;
302     delete [] timeList;
303     delete [] digiList;    
304   }
305   fDigitsArr   ->Delete();
306   delete fDigitsArr;
307   fEmcRecPoints->Delete();
308   delete fEmcRecPoints;
309   delete tsm;
310   delete pid;
311 }
312
313 //____________________________________________________________________________
314 AliTracker* AliPHOSReconstructor::CreateTracker() const
315 {
316   // creates the PHOS tracker
317   return new AliPHOSTracker();
318 }
319
320 //____________________________________________________________________________
321 void  AliPHOSReconstructor::ConvertDigits(AliRawReader* rawReader, TTree* digitsTree) const
322 {
323   // Converts raw data to
324   // PHOS digits
325   // Works on a single-event basis
326
327   rawReader->Reset() ; 
328
329   AliPHOSRawDecoder * dc ;
330
331   const TObjArray* maps = AliPHOSRecoParamEmc::GetMappings();
332   if(!maps) AliFatal("Cannot retrieve ALTRO mappings!!");
333
334   AliAltroMapping *mapping[4];
335   for(Int_t i = 0; i < 4; i++) {
336     mapping[i] = (AliAltroMapping*)maps->At(i);
337   }
338
339   if(strcmp(fgkRecoParamEmc->DecoderVersion(),"v1")==0) 
340     dc=new AliPHOSRawDecoderv1(rawReader,mapping);
341   else
342     dc=new AliPHOSRawDecoder(rawReader,mapping);
343
344   TString option = GetOption();
345   if (option.Contains("OldRCUFormat"))
346     dc->SetOldRCUFormat(kTRUE);
347   else
348     dc->SetOldRCUFormat(kFALSE);
349   
350   dc->SubtractPedestals(fgkRecoParamEmc->SubtractPedestals());
351   
352   TClonesArray *digits = new TClonesArray("AliPHOSDigit",1);
353   digits->SetName("DIGITS");
354   Int_t bufsize = 32000;
355   digitsTree->Branch("PHOS", &digits, bufsize);
356
357   AliPHOSRawDigiProducer pr;
358   pr.MakeDigits(digits,dc);
359
360   delete dc ;
361
362   //ADC counts -> GeV
363   if(strcmp(fgkRecoParamEmc->DecoderVersion(),"v1")==0){ //"Energy" calculated as fit
364     for(Int_t i=0; i<digits->GetEntries(); i++) {
365       AliPHOSDigit* digit = (AliPHOSDigit*)digits->At(i);
366       digit->SetEnergy(digit->GetEnergy()*0.005); //We assume here 5 MeV/ADC channel
367       digit->SetTime(digit->GetTime()*1.e-7) ;    //Here we assume sample step==100 ns TO BE FIXED!!!!!!!!!!!!!
368     }
369   }
370   else{ //Digits energy calculated as maximal energy
371     for(Int_t i=0; i<digits->GetEntries(); i++) {
372       AliPHOSDigit* digit = (AliPHOSDigit*)digits->At(i);
373       digit->SetEnergy(digit->GetEnergy()/AliPHOSPulseGenerator::GeV2ADC());
374     }
375   }
376   
377   // Clean up digits below the noise threshold
378   // Assuming the digit noise to be 4 MeV, we suppress digits within
379   // 3-sigma of the noise.
380   // This parameter should be passed via AliPHOSRecoParamEmc later
381
382   const Double_t emcDigitThreshold = 0.012;
383   for(Int_t i=0; i<digits->GetEntries(); i++) {
384     AliPHOSDigit* digit = (AliPHOSDigit*)digits->At(i);
385     if(digit->GetEnergy() < emcDigitThreshold)
386       digits->RemoveAt(i) ;
387   }
388   digits->Compress() ;  
389
390   //!!!!for debug!!!
391   Int_t modMax=-111;
392   Int_t colMax=-111;
393   Int_t rowMax=-111;
394   Float_t eMax=-333;
395   //!!!for debug!!!
396
397   Int_t relId[4];
398   for(Int_t iDigit=0; iDigit<digits->GetEntries(); iDigit++) {
399     AliPHOSDigit* digit = (AliPHOSDigit*)digits->At(iDigit);
400     if(digit->GetEnergy()>eMax) {
401       fGeom->AbsToRelNumbering(digit->GetId(),relId);
402       eMax=digit->GetEnergy();
403       modMax=relId[0];
404       rowMax=relId[2];
405       colMax=relId[3];
406     }
407   }
408
409   AliDebug(1,Form("Digit with max. energy:  modMax %d colMax %d rowMax %d  eMax %f\n\n",
410                   modMax,colMax,rowMax,eMax));
411
412   digitsTree->Fill();
413   digits->Delete();
414   delete digits;
415 }