PHOS/AliPHOSTrackSegmentMakerv1.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 /* $Id$ */
  16 //_________________________________________________________________________
  17 // Implementation version 1 of algorithm class to construct PHOS track segments
  18 // Track segment for PHOS is list of
  19 //        EMC RecPoint + (possibly) CPV RecPoint
  20 // To find TrackSegments we do the following:
  21 //  for each EMC RecPoints we look at
  22 //   CPV RecPoints in the radious fRcpv.
  23 //  If there is such a CPV RecPoint,
  24 //   we make "Link" it is just indexes of EMC and CPV RecPoint and distance
  25 //   between them in the PHOS plane.
  26 //  Then we sort "Links" and starting from the
  27 //   least "Link" pointing to the unassined EMC and CPV RecPoints assing them to
  28 //   new TrackSegment.
  29 // If there is no CPV RecPoint we make TrackSegment
  30 // consisting from EMC alone. There is no TrackSegments without EMC RecPoint.
  31 //// In principle this class should be called from AliPHOSReconstructor, but
  32 // one can use it as well in standalone mode.
  33 // Use  case:
  34 //  root [0] AliPHOSTrackSegmentMakerv1 * t = new AliPHOSTrackSegmentMaker("galice.root", "tracksegmentsname", "recpointsname")
  35 //  Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
  36 //               // reads gAlice from header file "galice.root", uses recpoints stored in the branch names "recpointsname" (default = "Default")
  37 //               // and saves recpoints in branch named "tracksegmentsname" (default = "recpointsname")
  38 //  root [1] t->ExecuteTask()
  39 //  root [3] t->SetTrackSegmentsBranch("max distance 5 cm")
  40 //  root [4] t->ExecuteTask("deb all time")
  41 //
  42 //*-- Author: Dmitri Peressounko (RRC Ki & SUBATECH) & Yves Schutz (SUBATECH)
  43 //
  44
  45 // --- ROOT system ---
  46 #include "TTree.h"
  47 #include "TBenchmark.h"
  48
  49 // --- Standard library ---
  50 #include "Riostream.h"
  51 // --- AliRoot header files ---
  52 #include "AliPHOSGeometry.h"
  53 #include "AliPHOSTrackSegmentMakerv1.h"
  54 #include "AliPHOSTrackSegment.h"
  55 #include "AliPHOSLink.h"
  56 #include "AliPHOSGetter.h"
  57 #include "AliESD.h"
  58 #include "AliESDtrack.h"
  59
  60 ClassImp( AliPHOSTrackSegmentMakerv1)
  61
  62
  63 //____________________________________________________________________________
  64   AliPHOSTrackSegmentMakerv1::AliPHOSTrackSegmentMakerv1() : AliPHOSTrackSegmentMaker()
  65 {
  66   // default ctor (to be used mainly by Streamer)
  67
  68   InitParameters() ;
  69   fDefaultInit = kTRUE ;
  70 }
  71
  72 //____________________________________________________________________________
  73  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::AliPHOSTrackSegmentMakerv1(const TString alirunFileName, const TString eventFolderName)
  74    :AliPHOSTrackSegmentMaker(alirunFileName, eventFolderName)
  75 {
  76   // ctor
  77
  78   InitParameters() ;
  79   Init() ;
  80   fDefaultInit = kFALSE ;
  81   fESD = 0;
  82 }
  83
  84 //____________________________________________________________________________
  85  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::~AliPHOSTrackSegmentMakerv1()
  86 {
  87   // dtor
  88   // fDefaultInit = kTRUE if TrackSegmentMaker created by default ctor (to get just the parameters)
  89   if (!fDefaultInit)
  90     delete fLinkUpArray ;
  91 }
  92
  93
  94 //____________________________________________________________________________
  95 const TString AliPHOSTrackSegmentMakerv1::BranchName() const
  96 {
  97
  98   return GetName() ;
  99 }
 100
 101 //____________________________________________________________________________
 102 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::FillOneModule()
 103 {
 104   // Finds first and last indexes between which
 105   // clusters from one PHOS module are
 106
 107   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 108
 109   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 110   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ;
 111
 112   //First EMC clusters
 113   Int_t totalEmc = emcRecPoints->GetEntriesFast() ;
 114   for(fEmcFirst = fEmcLast; (fEmcLast < totalEmc) &&
 115         ((dynamic_cast<AliPHOSRecPoint *>(emcRecPoints->At(fEmcLast)))->GetPHOSMod() == fModule );
 116       fEmcLast ++)  ;
 117
 118   //Now CPV clusters
 119   Int_t totalCpv = cpvRecPoints->GetEntriesFast() ;
 120
 121     for(fCpvFirst = fCpvLast; (fCpvLast < totalCpv) &&
 122          ((dynamic_cast<AliPHOSRecPoint *>(cpvRecPoints->At(fCpvLast)))->GetPHOSMod() == fModule );
 123        fCpvLast ++) ;
 124
 125 }
 126
 127 //____________________________________________________________________________
 128 Float_t  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::GetDistanceInPHOSPlane(AliPHOSEmcRecPoint * emcClu,AliPHOSCpvRecPoint * cpvClu, Int_t &trackindex) const
 129 {
 130   // Calculates the distance between the EMC RecPoint and the CPV RecPoint
 131   // Clusters are sorted in "rows" and "columns" of width 1 cm
 132
 133   //Float_t delta = 1 ;  // Width of the rows in sorting of RecPoints (in cm)
 134                        // if you change this value, change it as well in xxxRecPoint::Compare()
 135   Float_t distance2Cpv   = fRcpv ;
 136   Float_t distance2Track = fRtpc ;
 137
 138   trackindex = -1 ; // closest track within fRCpv
 139
 140   TVector3 vecEmc ;   // Local position of EMC recpoint
 141   TVector3 vecCpv ;   // Local position of CPV recpoint propagated to EMC
 142   TVector3 vecDist ;  // Distance between local positions of two points
 143
 144   emcClu->GetLocalPosition(vecEmc) ;
 145   cpvClu->GetLocalPosition(vecCpv) ;
 146
 147   //toofar = kTRUE ;
 148   if(emcClu->GetPHOSMod() == cpvClu->GetPHOSMod()){
 149
 150     // Find EMC-CPV distance
 151     distance2Cpv = (vecCpv - vecEmc).Mag() ;
 152
 153     if (fESD != 0x0) {
 154       // Extrapolate the global track direction if any to CPV and find the closest track
 155       Int_t nTracks = fESD->GetNumberOfTracks();
 156       Int_t iClosestTrack = -1;
 157       Double_t minDistance = 1e6;
 158       Double_t pxyz[3], xyz[3];
 159       AliESDtrack *track;
 160       for (Int_t iTrack=0; iTrack<nTracks; iTrack++) {
 161         track = fESD->GetTrack(iTrack);
 162         if (track->IsPHOS())
 163           continue ;
 164         track->GetOuterXYZPHOS(xyz);     // track coord on the cylinder of PHOS radius
 165         if ((TMath::Abs(xyz[0])+TMath::Abs(xyz[1])+TMath::Abs(xyz[2]))<=0)
 166           continue;
 167         track->GetOuterPxPyPzPHOS(pxyz); // track momentum ibid.
 168         vecDist = PropagateToPlane(xyz,pxyz,"CPV",cpvClu->GetPHOSMod());
 169         //      Info("GetDistanceInPHOSPlane","Track %d propagation to CPV = (%f,%f,%f)",
 170         //     iTrack,vecDist.X(),vecDist.Y(),vecDist.Z());
 171         vecDist -= vecCpv;
 172         distance2Track = TMath::Sqrt(vecDist.X()*vecDist.X() + vecDist.Z()*vecDist.Z());
 173         // Find the closest track to the EMC recpoint
 174         if (distance2Track < minDistance) {
 175           minDistance = distance2Track;
 176           iClosestTrack = iTrack;
 177         }
 178       }
 179
 180       if (iClosestTrack != -1) {
 181         track = fESD->GetTrack(iClosestTrack);
 182         track->GetOuterPxPyPzPHOS(pxyz); // track momentum ibid.
 183         TVector3 vecCpvGlobal; // Global position of the CPV recpoint
 184         AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 185         const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
 186         geom->GetGlobal((AliRecPoint*)cpvClu,vecCpvGlobal);
 187         for (Int_t ixyz=0; ixyz<3; ixyz++)
 188           xyz[ixyz] = vecCpvGlobal[ixyz];
 189         vecDist = PropagateToPlane(xyz,pxyz,"EMC",cpvClu->GetPHOSMod());
 190 //      Info("GetDistanceInPHOSPlane","Track %d propagation to EMC = (%f,%f,%f)",
 191 //           iClosestTrack,vecDist.X(),vecDist.Y(),vecDist.Z());
 192         vecDist -= vecEmc;
 193         distance2Track = TMath::Sqrt(vecDist.X()*vecDist.X() + vecDist.Z()*vecDist.Z());
 194       }
 195 //     } else {
 196 //       // If no ESD exists, than simply find EMC-CPV distance
 197 //       distance = (vecCpv - vecEmc).Mag() ;
 198
 199       //if(distance2Track < fRcpv + 2*delta )
 200       if(distance2Track < fRtpc )
 201         trackindex = iClosestTrack ;
 202       //      toofar = kFALSE ;
 203     }
 204     //     Info("GetDistanceInPHOSPlane","cpv-emc distance is %f cm",
 205     //   distance);
 206   }
 207
 208   return distance2Cpv ;
 209 }
 210
 211 //____________________________________________________________________________
 212 TVector3  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::PropagateToPlane(Double_t *x, Double_t *p,
 213                                                        char *det, Int_t moduleNumber) const
 214 {
 215   // Propagate a straight-line track from the origin point x
 216   // along the direction p to the CPV or EMC module moduleNumber
 217   // Returns a local position of such a propagation
 218
 219   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 220   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
 221   TVector3 moduleCenter = geom->GetModuleCenter(det,moduleNumber);
 222   TVector3 vertex(x);
 223   TVector3 direction(p);
 224
 225 //   Info("PropagateToCPV","Center of the %s module %d is (%f,%f,%f)",
 226 //        det,moduleNumber,moduleCenter[0],moduleCenter[1],moduleCenter[2]);
 227
 228   Double_t time = (moduleCenter.Mag2() - vertex.Dot(moduleCenter)) /
 229     (direction.Dot(moduleCenter));
 230   TVector3 globalIntersection = vertex + direction*time;
 231   return geom->Global2Local(globalIntersection,moduleNumber);
 232 }
 233
 234 //____________________________________________________________________________
 235 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Init()
 236 {
 237   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
 238
 239   AliPHOSGetter* gime = AliPHOSGetter::Instance();
 240   if(!gime)
 241     gime = AliPHOSGetter::Instance(GetTitle(), fEventFolderName.Data());
 242
 243   fLinkUpArray  = new TClonesArray("AliPHOSLink", 1000);
 244   if ( !gime->TrackSegmentMaker() ) {
 245     gime->PostTrackSegmentMaker(this);
 246   }
 247 }
 248
 249 //____________________________________________________________________________
 250 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::InitParameters()
 251 {
 252   //Initializes parameters
 253   fRcpv      = 10. ;
 254   fRtpc      = 4. ;
 255   fEmcFirst  = 0 ;
 256   fEmcLast   = 0 ;
 257   fCpvFirst  = 0 ;
 258   fCpvLast   = 0 ;
 259   fLinkUpArray = 0 ;
 260   fWrite                   = kTRUE ;
 261   fTrackSegmentsInRun       = 0 ;
 262   SetEventRange(0,-1) ;
 263 }
 264
 265
 266 //____________________________________________________________________________
 267 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::MakeLinks()const
 268 {
 269   // Finds distances (links) between all EMC and CPV clusters,
 270   // which are not further apart from each other than fRcpv
 271   // and sort them in accordance with this distance
 272
 273   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 274   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 275   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ;
 276
 277   fLinkUpArray->Clear() ;
 278
 279   AliPHOSCpvRecPoint * cpv ;
 280   AliPHOSEmcRecPoint * emcclu ;
 281
 282   Int_t iLinkUp  = 0 ;
 283
 284   Int_t iEmcRP;
 285   for(iEmcRP = fEmcFirst; iEmcRP < fEmcLast; iEmcRP++ ) {
 286     emcclu = dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(iEmcRP)) ;
 287
 288     //Bool_t toofar ;
 289     Int_t iCpv = 0 ;
 290     for(iCpv = fCpvFirst; iCpv < fCpvLast;iCpv++ ) {
 291
 292       cpv = dynamic_cast<AliPHOSCpvRecPoint *>(cpvRecPoints->At(iCpv)) ;
 293       Int_t track = -1 ;
 294       Float_t r = GetDistanceInPHOSPlane(emcclu, cpv, track) ;
 295       //      if(toofar)
 296       //        continue ;
 297       if(r < fRcpv) {
 298         new ((*fLinkUpArray)[iLinkUp++])  AliPHOSLink(r, iEmcRP, iCpv, track) ;
 299       }
 300     }
 301   }
 302
 303   fLinkUpArray->Sort() ;  //first links with smallest distances
 304 }
 305
 306 //____________________________________________________________________________
 307 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::MakePairs()
 308 {
 309   // Using the previously made list of "links", we found the smallest link - i.e.
 310   // link with the least distance between EMC and CPV and pointing to still
 311   // unassigned RecParticles. We assign these RecPoints to TrackSegment and
 312   // remove them from the list of "unassigned".
 313
 314   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 315
 316   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 317   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ;
 318   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments();
 319
 320   //Make arrays to mark clusters already chosen
 321   Int_t * emcExist = 0;
 322   if(fEmcLast > fEmcFirst)
 323     emcExist = new Int_t[fEmcLast-fEmcFirst] ;
 324
 325   Int_t index;
 326   for(index = 0; index <fEmcLast-fEmcFirst; index ++)
 327     emcExist[index] = 1 ;
 328
 329   Bool_t * cpvExist = 0;
 330   if(fCpvLast > fCpvFirst)
 331     cpvExist = new Bool_t[fCpvLast-fCpvFirst] ;
 332   for(index = 0; index <fCpvLast-fCpvFirst; index ++)
 333     cpvExist[index] = kTRUE ;
 334
 335
 336   // Finds the smallest links and makes pairs of CPV and EMC clusters with smallest distance
 337   TIter nextUp(fLinkUpArray) ;
 338
 339   AliPHOSLink * linkUp ;
 340
 341   AliPHOSCpvRecPoint * nullpointer = 0 ;
 342
 343   while ( (linkUp =  static_cast<AliPHOSLink *>(nextUp()) ) ){
 344
 345     if(emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] != -1){
 346
 347       if(cpvExist[linkUp->GetCpv()-fCpvFirst]){ //CPV still exist
 348          new ((* trackSegments)[fNTrackSegments])
 349            AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(linkUp->GetEmc())) ,
 350                                dynamic_cast<AliPHOSCpvRecPoint *>(cpvRecPoints->At(linkUp->GetCpv())) ,
 351                                linkUp->GetTrack()) ;
 352
 353        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(trackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
 354        fNTrackSegments++ ;
 355        emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] = -1 ; //Mark emc  that Cpv was found
 356        //mark CPV recpoint as already used
 357        cpvExist[linkUp->GetCpv()-fCpvFirst] = kFALSE ;
 358       } //if CpvUp still exist
 359     }
 360   }
 361
 362   //look through emc recPoints left without CPV
 363   if(emcExist){ //if there is emc rec point
 364     Int_t iEmcRP ;
 365     for(iEmcRP = 0; iEmcRP < fEmcLast-fEmcFirst  ; iEmcRP++ ){
 366       if(emcExist[iEmcRP] > 0 ){
 367        new ((*trackSegments)[fNTrackSegments])
 368          AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(iEmcRP+fEmcFirst)),
 369                            nullpointer) ;
 370        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(trackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
 371        fNTrackSegments++;
 372       }
 373     }
 374   }
 375   delete [] emcExist ;
 376   delete [] cpvExist ;
 377 }
 378
 379 //____________________________________________________________________________
 380 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Exec(Option_t *option)
 381 {
 382   // Steering method to perform track segment construction for events
 383   // in the range from fFirstEvent to fLastEvent.
 384   // This range is optionally set by SetEventRange().
 385   // if fLastEvent=-1 (by default), then process events until the end.
 386
 387   if(strstr(option,"tim"))
 388     gBenchmark->Start("PHOSTSMaker");
 389
 390   if(strstr(option,"print")) {
 391     Print() ;
 392     return ;
 393   }
 394
 395   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 396
 397   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
 398
 399   if (fLastEvent == -1)
 400     fLastEvent = gime->MaxEvent() - 1 ;
 401   else
 402     fLastEvent = TMath::Min(fFirstEvent,gime->MaxEvent());
 403   Int_t nEvents   = fLastEvent - fFirstEvent + 1;
 404
 405   Int_t ievent ;
 406   for (ievent = fFirstEvent; ievent <= fLastEvent; ievent++) {
 407     gime->Event(ievent,"R") ;
 408    //Make some initializations
 409     fNTrackSegments = 0 ;
 410     fEmcFirst = 0 ;
 411     fEmcLast  = 0 ;
 412     fCpvFirst = 0 ;
 413     fCpvLast  = 0 ;
 414
 415     gime->TrackSegments()->Clear();
 416
 417     //    if(!ReadRecPoints(ievent))   continue; //reads RecPoints for event ievent
 418
 419     for(fModule = 1; fModule <= geom->GetNModules() ; fModule++ ) {
 420       FillOneModule() ;
 421       MakeLinks() ;
 422       MakePairs() ;
 423     }
 424
 425     WriteTrackSegments() ;
 426
 427     if(strstr(option,"deb"))
 428       PrintTrackSegments(option);
 429
 430     //increment the total number of track segments per run
 431     fTrackSegmentsInRun += gime->TrackSegments()->GetEntriesFast() ;
 432   }
 433
 434   if(strstr(option,"tim")){
 435     gBenchmark->Stop("PHOSTSMaker");
 436     Info("Exec", "took %f seconds for making TS %f seconds per event",
 437           gBenchmark->GetCpuTime("PHOSTSMaker"),
 438           gBenchmark->GetCpuTime("PHOSTSMaker")/nEvents) ;
 439    }
 440   if(fWrite) //do not unload in "on flight" mode
 441     Unload();
 442 }
 443
 444 //____________________________________________________________________________
 445 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Unload()
 446 {
 447   // Unloads the task from the folder
 448   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 449   gime->PhosLoader()->UnloadRecPoints() ;
 450   gime->PhosLoader()->UnloadTracks() ;
 451 }
 452
 453 //____________________________________________________________________________
 454 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Print()const
 455 {
 456   //  Print TrackSegmentMaker parameters
 457
 458   TString message("") ;
 459   if( strcmp(GetName(), "") != 0 ) {
 460     message = "\n======== AliPHOSTrackSegmentMakerv1 ========\n" ;
 461     message += "Making Track segments\n" ;
 462     message += "with parameters:\n" ;
 463     message += "     Maximal EMC - CPV distance (cm) %f\n" ;
 464     message += "============================================\n" ;
 465     Info("Print", message.Data(),fRcpv) ;
 466   }
 467   else
 468     Info("Print", "AliPHOSTrackSegmentMakerv1 not initialized ") ;
 469 }
 470
 471 //____________________________________________________________________________
 472 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::WriteTrackSegments()
 473 {
 474   // Writes found TrackSegments to TreeR. Creates branches
 475   // "PHOSTS" and "AliPHOSTrackSegmentMaker" with the same title.
 476   // In the former branch found TrackSegments are stored, while
 477   // in the latter all parameters, with which TS were made.
 478   // ROOT does not allow overwriting existing branches, therefore
 479   // first we check, if branches with the same title already exist.
 480   // If yes - exits without writing.
 481
 482   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 483
 484   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments() ;
 485   trackSegments->Expand(trackSegments->GetEntriesFast()) ;
 486
 487   if(fWrite){ //We write TreeT
 488     TTree * treeT = gime->TreeT();
 489
 490     //First TS
 491     Int_t bufferSize = 32000 ;
 492     TBranch * tsBranch = treeT->Branch("PHOSTS",&trackSegments,bufferSize);
 493     tsBranch->Fill() ;
 494
 495     gime->WriteTracks("OVERWRITE");
 496     gime->WriteTrackSegmentMaker("OVERWRITE");
 497   }
 498 }
 499
 500
 501 //____________________________________________________________________________
 502 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::PrintTrackSegments(Option_t * option)
 503 {
 504   // option deb - prints # of found TrackSegments
 505   // option deb all - prints as well indexed of found RecParticles assigned to the TS
 506
 507   TClonesArray * trackSegments = AliPHOSGetter::Instance()->TrackSegments() ;
 508
 509   Info("PrintTrackSegments", "Results from TrackSegmentMaker:") ;
 510   printf("nevent: %d\n", gAlice->GetEvNumber()) ;
 511   printf("        Found %d TrackSegments\n", trackSegments->GetEntriesFast() );
 512
 513   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
 514     printf("TrackSegment #  EMC RP#  CPV RP#\n") ;
 515     Int_t index;
 516     for (index = 0 ; index <trackSegments->GetEntriesFast() ; index++) {
 517       AliPHOSTrackSegment * ts = (AliPHOSTrackSegment * )trackSegments->At(index) ;
 518       printf("   %d           %d        %d \n", ts->GetIndexInList(), ts->GetEmcIndex(), ts->GetCpvIndex() ) ;
 519     }
 520   }
 521 }