Updating macro to check the various methods of the AliMUONMCDataInterface
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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 /* History of cvs commits:
18  *
19  * $Log$
20  * Revision 1.92  2007/08/28 12:55:08  policheh
21  * Loaders removed from the reconstruction code (C.Cheshkov)
22  *
23  * Revision 1.91  2007/08/07 14:12:03  kharlov
24  * Quality assurance added (Yves Schutz)
25  *
26  * Revision 1.90  2007/07/11 13:43:30  hristov
27  * New class AliESDEvent, backward compatibility with the old AliESD (Christian)
28  *
29  * Revision 1.89  2007/07/03 08:13:04  kharlov
30  * Bug fix in CPV local coordinates
31  *
32  * Revision 1.88  2007/06/27 09:11:07  kharlov
33  * Bug fix for CPV-EMC distance
34  *
35  * Revision 1.87  2007/05/04 14:49:29  policheh
36  * AliPHOSRecPoint inheritance from AliCluster
37  *
38  * Revision 1.86  2007/04/02 15:00:16  cvetan
39  * No more calls to gAlice in the reconstruction
40  *
41  * Revision 1.85  2007/03/28 19:18:15  kharlov
42  * RecPoints recalculation in TSM removed
43  *
44  * Revision 1.84  2007/03/07 07:01:21  hristov
45  * Fixing copy/paste erro. Additional protections
46  *
47  * Revision 1.83  2007/03/06 21:07:37  kharlov
48  * DP: xz CPV-EMC distance filled to TS
49  *
50  * Revision 1.82  2007/03/06 06:54:48  kharlov
51  * DP:Calculation of cluster properties dep. on vertex added
52  *
53  * Revision 1.81  2007/02/05 10:02:40  kharlov
54  * Module numbering is corrected
55  *
56  * Revision 1.80  2006/08/28 10:01:56  kharlov
57  * Effective C++ warnings fixed (Timur Pocheptsov)
58  *
59  * Revision 1.79  2006/04/25 12:41:15  hristov
60  * Moving non-persistent data to AliESDfriend (Yu.Belikov)
61  *
62  * Revision 1.78  2005/11/18 13:04:51  hristov
63  * Bug fix
64  *
65  * Revision 1.77  2005/11/17 23:34:36  hristov
66  * Corrected logics
67  *
68  * Revision 1.76  2005/11/17 22:29:12  hristov
69  * Faster version, no attempt to match tracks outside the PHOS acceptance
70  *
71  * Revision 1.75  2005/11/17 12:35:27  hristov
72  * Use references instead of objects. Avoid to create objects when they are not really needed
73  *
74  * Revision 1.74  2005/07/08 14:01:36  hristov
75  * Tracking in non-uniform nmagnetic field (Yu.Belikov)
76  *
77  * Revision 1.73  2005/05/28 14:19:05  schutz
78  * Compilation warnings fixed by T.P.
79  *
80  */
81
82 //_________________________________________________________________________
83 // Implementation version 1 of algorithm class to construct PHOS track segments
84 // Track segment for PHOS is list of 
85 //        EMC RecPoint + (possibly) CPV RecPoint
86 // To find TrackSegments we do the following: 
87 //  for each EMC RecPoints we look at
88 //   CPV RecPoints in the radious fRcpv. 
89 //  If there is such a CPV RecPoint, 
90 //   we make "Link" it is just indexes of EMC and CPV RecPoint and distance
91 //   between them in the PHOS plane. 
92 //  Then we sort "Links" and starting from the 
93 //   least "Link" pointing to the unassined EMC and CPV RecPoints assing them to 
94 //   new TrackSegment. 
95 // If there is no CPV RecPoint we make TrackSegment 
96 // consisting from EMC alone. There is no TrackSegments without EMC RecPoint.
97 //// In principle this class should be called from AliPHOSReconstructor, but 
98 // one can use it as well in standalone mode.
99 // Use  case:
100 //  root [0] AliPHOSTrackSegmentMakerv1 * t = new AliPHOSTrackSegmentMaker("galice.root", "tracksegmentsname", "recpointsname")
101 //  Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
102 //               // reads gAlice from header file "galice.root", uses recpoints stored in the branch names "recpointsname" (default = "Default")
103 //               // and saves recpoints in branch named "tracksegmentsname" (default = "recpointsname")                       
104 //  root [1] t->ExecuteTask()
105 //  root [3] t->SetTrackSegmentsBranch("max distance 5 cm")
106 //  root [4] t->ExecuteTask("deb all time") 
107 //                 
108 //*-- Author: Dmitri Peressounko (RRC Ki & SUBATECH) & Yves Schutz (SUBATECH) 
109 //
110
111 // --- ROOT system ---
112 #include "TTree.h"
113 #include "TBenchmark.h"
114
115 // --- Standard library ---
116 #include "Riostream.h"
117 // --- AliRoot header files ---
118 #include "AliPHOSGeometry.h"
119 #include "AliPHOSTrackSegmentMakerv1.h"
120 #include "AliPHOSTrackSegment.h"
121 #include "AliPHOSLink.h"
122 #include "AliESDEvent.h"
123 #include "AliESDtrack.h"
124 #include "AliPHOSQADataMaker.h"
125 #include "AliPHOSEmcRecPoint.h"
126 #include "AliPHOSCpvRecPoint.h"
127
128 ClassImp( AliPHOSTrackSegmentMakerv1) 
129
130
131 //____________________________________________________________________________
132 AliPHOSTrackSegmentMakerv1::AliPHOSTrackSegmentMakerv1() :
133   AliPHOSTrackSegmentMaker(),
134   fDefaultInit(kTRUE),
135   fWrite(kFALSE),
136   fNTrackSegments(0),
137   fRcpv(0.f),
138   fRtpc(0.f),
139   fVtx(0.f), 
140   fLinkUpArray(0),
141   fEmcFirst(0),
142   fEmcLast(0),
143   fCpvFirst(0),
144   fCpvLast(0),
145   fModule(0),
146   fTrackSegments(NULL)
147 {
148   // default ctor (to be used mainly by Streamer)
149   InitParameters() ; 
150 }
151
152 //____________________________________________________________________________
153 AliPHOSTrackSegmentMakerv1::AliPHOSTrackSegmentMakerv1(AliPHOSGeometry *geom) :
154   AliPHOSTrackSegmentMaker(geom),
155   fDefaultInit(kFALSE),
156   fWrite(kFALSE),
157   fNTrackSegments(0),
158   fRcpv(0.f),
159   fRtpc(0.f),
160   fVtx(0.f), 
161   fLinkUpArray(0),
162   fEmcFirst(0),
163   fEmcLast(0),
164   fCpvFirst(0),
165   fCpvLast(0),
166   fModule(0),
167   fTrackSegments(NULL)
168 {
169   // ctor
170   InitParameters() ; 
171   Init() ;
172   fESD = 0;
173 }
174
175
176 AliPHOSTrackSegmentMakerv1::AliPHOSTrackSegmentMakerv1(const AliPHOSTrackSegmentMakerv1 & tsm) :
177   AliPHOSTrackSegmentMaker(tsm),
178   fDefaultInit(kFALSE),
179   fWrite(kFALSE),
180   fNTrackSegments(0),
181   fRcpv(0.f),
182   fRtpc(0.f),
183   fVtx(0.f), 
184   fLinkUpArray(0),
185   fEmcFirst(0),
186   fEmcLast(0),
187   fCpvFirst(0),
188   fCpvLast(0),
189   fModule(0),
190   fTrackSegments(NULL)
191 {
192   // cpy ctor: no implementation yet
193   // requested by the Coding Convention
194   Fatal("cpy ctor", "not implemented") ;
195 }
196
197
198 //____________________________________________________________________________
199  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::~AliPHOSTrackSegmentMakerv1()
200
201   // dtor
202   // fDefaultInit = kTRUE if TrackSegmentMaker created by default ctor (to get just the parameters)
203   if (!fDefaultInit)  
204     delete fLinkUpArray ;
205   if (fTrackSegments) {
206     fTrackSegments->Delete();
207     delete fTrackSegments;
208   }
209 }
210
211 //____________________________________________________________________________
212 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::FillOneModule()
213 {
214   // Finds first and last indexes between which 
215   // clusters from one PHOS module are
216
217   //First EMC clusters
218   Int_t totalEmc = fEMCRecPoints->GetEntriesFast() ;
219   for(fEmcFirst = fEmcLast; (fEmcLast < totalEmc) &&  
220         ((dynamic_cast<AliPHOSRecPoint *>(fEMCRecPoints->At(fEmcLast)))->GetPHOSMod() == fModule ); 
221       fEmcLast ++)  ;
222   
223   //Now CPV clusters
224   Int_t totalCpv = fCPVRecPoints->GetEntriesFast() ;
225
226     for(fCpvFirst = fCpvLast; (fCpvLast < totalCpv) && 
227          ((dynamic_cast<AliPHOSRecPoint *>(fCPVRecPoints->At(fCpvLast)))->GetPHOSMod() == fModule ); 
228        fCpvLast ++) ;
229       
230 }
231
232 //____________________________________________________________________________
233 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::GetDistanceInPHOSPlane(AliPHOSEmcRecPoint * emcClu,
234                                                          AliPHOSCpvRecPoint * cpvClu, 
235                                                          Int_t &trackindex, 
236                                                          Float_t &dx, Float_t &dz) const
237 {
238   // Calculates the distance between the EMC RecPoint and the CPV RecPoint
239   // Clusters are sorted in "rows" and "columns" of width 1 cm
240
241 //  Float_t delta = 1 ;  // Width of the rows in sorting of RecPoints (in cm)
242 //                       // if you change this value, change it as well in xxxRecPoint::Compare()
243   Float_t distance2Track = fRtpc ; 
244
245   trackindex = -1 ; // closest track within fRCpv 
246
247   TVector3 vecEmc ;   // Local position of EMC recpoint
248   TVector3 vecP ;     // Momentum direction at CPV plain
249   TVector3 vecPloc ;     // Momentum direction at CPV plain
250   
251   //toofar = kTRUE ;
252   if(emcClu->GetPHOSMod() != cpvClu->GetPHOSMod()){
253     dx=999. ;
254     dz=999. ;
255     return ;
256   }
257
258   emcClu->GetLocalPosition(vecEmc) ;
259
260   Double_t xCPV,zCPV ; //EMC-projected coordinates of CPV cluster 
261   TVector3 cpvGlobal; // Global position of the CPV recpoint
262   fGeom->GetGlobalPHOS((AliPHOSRecPoint*)cpvClu,cpvGlobal);
263   Double_t vtxCPV[3]={cpvGlobal.X(),cpvGlobal.Y(),cpvGlobal.Z()} ;
264   Int_t dummyMod ;
265
266   if (fESD == 0x0) {
267      //if no track information available, assume straight line from IP to emcal
268      fGeom->ImpactOnEmc(vtxCPV,cpvGlobal.Theta(),cpvGlobal.Phi(),dummyMod,zCPV,xCPV) ;
269      dx=xCPV - vecEmc.X() ;
270      dz=zCPV - vecEmc.Z() ;
271      return ;
272   } 
273
274   //if there is ESD try to correct distance using TPC information on particle direct in CPV 
275   if (fESD != 0x0) {
276
277     Double_t rCPV = cpvGlobal.Pt() ;// Radius from IP to current point 
278
279     // Extrapolate the global track direction if any to CPV and find the closest track
280     Int_t nTracks = fESD->GetNumberOfTracks();
281     Int_t iClosestTrack = -1;
282     Double_t minDistance = 1.e6;
283     TVector3 inPHOS ; 
284
285     AliESDtrack *track;
286     Double_t xyz[3] ;
287     Double_t pxyz[3]; 
288     for (Int_t iTrack=0; iTrack<nTracks; iTrack++) {
289       track = fESD->GetTrack(iTrack);
290       if (!track->GetXYZAt(rCPV, fESD->GetMagneticField(), xyz))
291            continue; //track coord on the cylinder of PHOS radius
292       if ((TMath::Abs(xyz[0])+TMath::Abs(xyz[1])+TMath::Abs(xyz[2]))<=0)
293            continue;
294       //Check if this track hits PHOS
295       inPHOS.SetXYZ(xyz[0],xyz[1],xyz[2]);
296       distance2Track = inPHOS.Angle(cpvGlobal) ;
297       // Find the closest track to the CPV recpoint
298       if (distance2Track < minDistance) {
299          minDistance = distance2Track;
300          iClosestTrack = iTrack;
301       }
302     }
303
304     if (iClosestTrack != -1) {
305       track = fESD->GetTrack(iClosestTrack);
306       if (track->GetPxPyPzAt(rCPV, fESD->GetMagneticField(), pxyz)) { // track momentum ibid.
307         vecP.SetXYZ(pxyz[0],pxyz[1],pxyz[2]);
308         Int_t dummyMod ;
309         fGeom->ImpactOnEmc(vtxCPV,vecP.Theta(),vecP.Phi(),dummyMod,zCPV,xCPV) ;
310       }
311     }
312     
313     if(minDistance < fRtpc ){
314       trackindex = iClosestTrack ; 
315     }
316   }
317   if(trackindex!=-1){
318     // If the closest global track is found, calculate EMC-CPV distance from it
319     dx=xCPV - vecEmc.X() ;
320     dz=zCPV - vecEmc.Z() ;
321   }
322   else{
323     // If no global track was found, just take the nearest CPV point
324     fGeom->ImpactOnEmc(vtxCPV,cpvGlobal.Theta(),cpvGlobal.Phi(),dummyMod,zCPV,xCPV) ;
325     dx=xCPV - vecEmc.X() ;
326     dz=zCPV - vecEmc.Z() ;
327   }
328   return ;
329 }
330 //____________________________________________________________________________
331 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Init()
332 {
333   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
334   
335   fLinkUpArray  = new TClonesArray("AliPHOSLink", 1000); 
336   fTrackSegments = new TClonesArray("AliPHOSTrackSegment",100);
337   fTrackSegments->SetName("TRACKS");
338 }
339
340 //____________________________________________________________________________
341 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::InitParameters()
342 {
343   //Initializes parameters
344   fRcpv      = 10. ;
345   fRtpc      = 4. ;
346   fEmcFirst  = 0 ;    
347   fEmcLast   = 0 ;   
348   fCpvFirst  = 0 ;   
349   fCpvLast   = 0 ;   
350   fLinkUpArray = 0 ;
351   fWrite                   = kTRUE ;
352 }
353
354
355 //____________________________________________________________________________
356 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::MakeLinks()const
357
358   // Finds distances (links) between all EMC and CPV clusters, 
359   // which are not further apart from each other than fRcpv 
360   // and sort them in accordance with this distance
361   
362   fLinkUpArray->Clear() ;    
363
364   AliPHOSCpvRecPoint * cpv ;
365   AliPHOSEmcRecPoint * emcclu ;
366
367   Int_t iLinkUp  = 0 ;
368   
369   Int_t iEmcRP;
370   for(iEmcRP = fEmcFirst; iEmcRP < fEmcLast; iEmcRP++ ) {
371     emcclu = dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(fEMCRecPoints->At(iEmcRP)) ;
372
373     //Bool_t toofar ;        
374     Int_t iCpv = 0 ;    
375     for(iCpv = fCpvFirst; iCpv < fCpvLast;iCpv++ ) { 
376       
377       cpv = dynamic_cast<AliPHOSCpvRecPoint *>(fCPVRecPoints->At(iCpv)) ;
378       Int_t track = -1 ; 
379       Float_t dx,dz ;
380       GetDistanceInPHOSPlane(emcclu, cpv, track,dx,dz) ;     
381       if(TMath::Sqrt(dx*dx+dz*dz) < fRcpv ){ 
382         new ((*fLinkUpArray)[iLinkUp++])  AliPHOSLink(dx, dz, iEmcRP, iCpv, track) ;
383       }      
384     }
385   } 
386   
387   fLinkUpArray->Sort() ;  //first links with smallest distances
388 }
389
390 //____________________________________________________________________________
391 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv1::MakePairs()
392
393   // Using the previously made list of "links", we found the smallest link - i.e. 
394   // link with the least distance between EMC and CPV and pointing to still 
395   // unassigned RecParticles. We assign these RecPoints to TrackSegment and 
396   // remove them from the list of "unassigned". 
397
398   //Make arrays to mark clusters already chosen
399   Int_t * emcExist = 0;
400   if(fEmcLast > fEmcFirst)
401     emcExist = new Int_t[fEmcLast-fEmcFirst] ;
402   
403   Int_t index;
404   for(index = 0; index <fEmcLast-fEmcFirst; index ++)
405     emcExist[index] = 1 ;
406   
407   Bool_t * cpvExist = 0;
408   if(fCpvLast > fCpvFirst)
409     cpvExist = new Bool_t[fCpvLast-fCpvFirst] ;
410   for(index = 0; index <fCpvLast-fCpvFirst; index ++)
411     cpvExist[index] = kTRUE ;
412   
413   
414   // Finds the smallest links and makes pairs of CPV and EMC clusters with smallest distance 
415   TIter nextUp(fLinkUpArray) ;
416   
417   AliPHOSLink * linkUp ;
418   
419   AliPHOSCpvRecPoint * nullpointer = 0 ;
420   
421   while ( (linkUp =  static_cast<AliPHOSLink *>(nextUp()) ) ){  
422
423     if(emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] != -1){
424
425       if(cpvExist[linkUp->GetCpv()-fCpvFirst]){ //CPV still exist
426          Float_t dx,dz ;
427          linkUp->GetXZ(dx,dz) ;
428          new ((* fTrackSegments)[fNTrackSegments]) 
429            AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(fEMCRecPoints->At(linkUp->GetEmc())) , 
430                                dynamic_cast<AliPHOSCpvRecPoint *>(fCPVRecPoints->At(linkUp->GetCpv())) , 
431                                linkUp->GetTrack(),dx,dz) ;
432          
433        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(fTrackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
434        fNTrackSegments++ ;
435        emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] = -1 ; //Mark emc  that Cpv was found 
436        //mark CPV recpoint as already used 
437        cpvExist[linkUp->GetCpv()-fCpvFirst] = kFALSE ;
438       } //if CpvUp still exist
439     } 
440   }        
441
442   //look through emc recPoints left without CPV
443   if(emcExist){ //if there is emc rec point
444     Int_t iEmcRP ;
445     for(iEmcRP = 0; iEmcRP < fEmcLast-fEmcFirst  ; iEmcRP++ ){
446       if(emcExist[iEmcRP] > 0 ){
447        new ((*fTrackSegments)[fNTrackSegments])  
448          AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(fEMCRecPoints->At(iEmcRP+fEmcFirst)), 
449                            nullpointer) ;
450        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(fTrackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
451        fNTrackSegments++;    
452       } 
453     }
454   }
455   delete [] emcExist ; 
456   delete [] cpvExist ; 
457 }
458
459 //____________________________________________________________________________
460 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Clusters2TrackSegments(Option_t *option)
461 {
462   // Steering method to perform track segment construction for the current event
463   // Returns an array with the found track-segments.
464   
465   if(strstr(option,"tim"))
466     gBenchmark->Start("PHOSTSMaker");
467  
468   if(strstr(option,"print")) {
469     Print() ; 
470     return ; 
471   }
472   
473   //Make some initializations 
474   fNTrackSegments = 0 ;
475   fEmcFirst = 0 ;    
476   fEmcLast  = 0 ;   
477   fCpvFirst = 0 ;   
478   fCpvLast  = 0 ;   
479
480   fTrackSegments->Clear();
481
482   //   if(!ReadRecPoints(ievent))   continue; //reads RecPoints for event ievent
483     
484   for(fModule = 1; fModule <= fGeom->GetNModules() ; fModule++ ) {
485     FillOneModule() ; 
486     MakeLinks() ;
487     MakePairs() ;
488   }
489     
490   if(strstr(option,"deb"))
491     PrintTrackSegments(option);
492
493   if(strstr(option,"tim")){
494     gBenchmark->Stop("PHOSTSMaker");
495     Info("Exec", "took %f seconds for making TS", 
496          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSTSMaker")); 
497   }
498 }
499
500 //____________________________________________________________________________
501 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::Print(const Option_t *)const
502 {
503   //  Print TrackSegmentMaker parameters
504
505   TString message("") ;
506   if( strcmp(GetName(), "") != 0 ) {
507     message = "\n======== AliPHOSTrackSegmentMakerv1 ========\n" ; 
508     message += "Making Track segments\n" ;
509     message += "with parameters:\n" ; 
510     message += "     Maximal EMC - CPV distance (cm) %f\n" ;
511     message += "============================================\n" ;
512     Info("Print", message.Data(),fRcpv) ;
513   }
514   else
515     Info("Print", "AliPHOSTrackSegmentMakerv1 not initialized ") ;
516 }
517
518 //____________________________________________________________________________
519 void AliPHOSTrackSegmentMakerv1::PrintTrackSegments(Option_t * option)
520 {
521   // option deb - prints # of found TrackSegments
522   // option deb all - prints as well indexed of found RecParticles assigned to the TS
523
524   Info("PrintTrackSegments", "Results from TrackSegmentMaker:") ; 
525   printf("        Found %d TrackSegments\n", fTrackSegments->GetEntriesFast() ); 
526   
527   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
528     printf("TrackSegment #  EMC RP#  CPV RP#\n") ; 
529     Int_t index;
530     for (index = 0 ; index <fTrackSegments->GetEntriesFast() ; index++) {
531       AliPHOSTrackSegment * ts = (AliPHOSTrackSegment * )fTrackSegments->At(index) ; 
532       printf("   %d           %d        %d \n", ts->GetIndexInList(), ts->GetEmcIndex(), ts->GetCpvIndex() ) ; 
533     }   
534   }
535 }