Cleanup of collisions geometries and headers.
[u/mrichter/AliRoot.git] / PHOS / AliPHOSTrackSegmentMakerv2.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 1.6  2007/08/22 09:20:50  hristov
21  * Updated QA classes (Yves)
22  *
23  * Revision 1.5  2007/07/11 13:43:30  hristov
24  * New class AliESDEvent, backward compatibility with the old AliESD (Christian)
25  *
26  * Revision 1.4  2007/05/04 14:49:29  policheh
27  * AliPHOSRecPoint inheritance from AliCluster
28  *
29  * Revision 1.3  2007/04/25 19:39:42  kharlov
30  * Track extracpolation improved
31  *
32  * Revision 1.2  2007/04/01 19:16:52  kharlov
33  * D.P.: Produce EMCTrackSegments using TPC/ITS tracks (no CPV)
34  *
35  *
36  */
37
38 //_________________________________________________________________________
39 // Implementation version 2 of algorithm class to construct PHOS track segments
40 // Track segment for PHOS is list of 
41 //        EMC RecPoint + (possibly) projection of TPC track
42 // To find TrackSegments we do the following: 
43 //  for each EMC RecPoints we look at
44 //   TPC projections radius fRtpc. 
45 //  If there is such a track
46 //   we make "Link" it is just indexes of EMC and TPC track and distance
47 //   between them in the PHOS plane. 
48 //  Then we sort "Links" and starting from the 
49 //   least "Link" pointing to the unassined EMC and TPC assing them to 
50 //   new TrackSegment. 
51 // If there is no TPC track we make TrackSegment 
52 // consisting from EMC alone. There is no TrackSegments without EMC RecPoint.
53 //// In principle this class should be called from AliPHOSReconstructor, but 
54 // one can use it as well in standalone mode.
55 // Use  case:
56 //  root [0] AliPHOSTrackSegmentMakerv2 * t = new AliPHOSTrackSegmentMaker("galice.root", "tracksegmentsname", "recpointsname")
57 //  Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
58 //               // reads gAlice from header file "galice.root", uses recpoints stored in the branch names "recpointsname" (default = "Default")
59 //               // and saves recpoints in branch named "tracksegmentsname" (default = "recpointsname")                       
60 //  root [1] t->ExecuteTask()
61 //  root [3] t->SetTrackSegmentsBranch("max distance 5 cm")
62 //  root [4] t->ExecuteTask("deb all time") 
63 //                 
64 //*-- Author: Dmitri Peressounko (RRC Ki & SUBATECH) & Yves Schutz (SUBATECH) 
65 //
66
67 // --- ROOT system ---
68 #include "TFile.h"
69 #include "TTree.h"
70 #include "TBenchmark.h"
71
72 // --- Standard library ---
73 #include "Riostream.h"
74 // --- AliRoot header files ---
75 #include "AliPHOSGeometry.h"
76 #include "AliPHOSTrackSegmentMakerv2.h"
77 #include "AliPHOSTrackSegment.h"
78 #include "AliPHOSLink.h"
79 #include "AliPHOSEmcRecPoint.h"
80 #include "AliPHOSCpvRecPoint.h"
81
82 #include "AliESDEvent.h"
83 #include "AliESDtrack.h"
84
85 ClassImp( AliPHOSTrackSegmentMakerv2) 
86
87
88 //____________________________________________________________________________
89 AliPHOSTrackSegmentMakerv2::AliPHOSTrackSegmentMakerv2() :
90   AliPHOSTrackSegmentMaker(),
91   fDefaultInit(kTRUE),
92   fWrite(kFALSE),
93   fNTrackSegments(0),
94   fRtpc(0.f),
95   fVtx(0.,0.,0.),
96   fLinkUpArray(0),
97   fTPCtracks(),
98   fEmcFirst(0),
99   fEmcLast(0),
100   fModule(0),
101   fTrackSegments(NULL)
102 {
103   // default ctor (to be used mainly by Streamer)
104   InitParameters() ; 
105 }
106
107 //____________________________________________________________________________
108 AliPHOSTrackSegmentMakerv2::AliPHOSTrackSegmentMakerv2(AliPHOSGeometry *geom) :
109   AliPHOSTrackSegmentMaker(geom),
110   fDefaultInit(kFALSE),
111   fWrite(kFALSE),
112   fNTrackSegments(0),
113   fRtpc(0.f),
114   fVtx(0.,0.,0.),
115   fLinkUpArray(0),
116   fTPCtracks(),
117   fEmcFirst(0),
118   fEmcLast(0),
119   fModule(0),
120   fTrackSegments(NULL)
121 {
122   // ctor
123   InitParameters() ; 
124   Init() ;
125   fESD = 0;
126 }
127
128 //____________________________________________________________________________
129 AliPHOSTrackSegmentMakerv2::AliPHOSTrackSegmentMakerv2(const AliPHOSTrackSegmentMakerv2 & tsm) :
130   AliPHOSTrackSegmentMaker(tsm),
131   fDefaultInit(kFALSE),
132   fWrite(kFALSE),
133   fNTrackSegments(0),
134   fRtpc(0.f),
135   fVtx(0.,0.,0.),
136   fLinkUpArray(0),
137   fTPCtracks(),
138   fEmcFirst(0),
139   fEmcLast(0),
140   fModule(0),
141   fTrackSegments(NULL)
142 {
143   // cpy ctor: no implementation yet
144   // requested by the Coding Convention
145   Fatal("cpy ctor", "not implemented") ;
146 }
147
148
149 //____________________________________________________________________________
150  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::~AliPHOSTrackSegmentMakerv2()
151
152   // dtor
153   // fDefaultInit = kTRUE if TrackSegmentMaker created by default ctor (to get just the parameters)
154   if (!fDefaultInit)  
155     delete fLinkUpArray ;
156   if (fTrackSegments) {
157     fTrackSegments->Delete();
158     delete fTrackSegments;
159   }
160 }
161
162 //____________________________________________________________________________
163 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::FillOneModule()
164 {
165   // Finds first and last indexes between which 
166   // clusters from one PHOS module are
167
168   //First EMC clusters
169   Int_t totalEmc = fEMCRecPoints->GetEntriesFast() ;
170   for(fEmcFirst = fEmcLast; (fEmcLast < totalEmc) &&  
171         ((dynamic_cast<AliPHOSRecPoint *>(fEMCRecPoints->At(fEmcLast)))->GetPHOSMod() == fModule ); 
172       fEmcLast ++)  ;
173   
174   //Now TPC tracks
175   if(fESD){
176     //Do it ones, only first time
177     if(fModule==1){
178       Int_t nTracks = fESD->GetNumberOfTracks();
179
180       Int_t nPHOSmod = fGeom->GetNModules() ;
181       if(fTPCtracks[0].size()<(UInt_t)nTracks){
182         for(Int_t i=0; i<nPHOSmod; i++) 
183           fTPCtracks[i].resize(nTracks) ;
184       }
185       for(Int_t i=0; i<5; i++)fNtpcTracks[i]=0 ;
186       TVector3 inPHOS ;
187    
188       //In this particular case we use fixed vertex position at zero
189       Double_t vtx[3]={0.,0.,0.} ;
190       AliESDtrack *track;
191       Double_t xyz[3] ;
192       Double_t rEMC = fGeom->GetIPtoCrystalSurface() ; //Use here ideal geometry 
193       for (Int_t iTrack=0; iTrack<nTracks; iTrack++) {
194         track = fESD->GetTrack(iTrack);
195         for(Int_t iTestMod=1; iTestMod<=nPHOSmod; iTestMod++){
196            Double_t modAngle=270.+fGeom->GetPHOSAngle(iTestMod) ;
197            modAngle*=TMath::Pi()/180. ;
198            track->Rotate(modAngle);  
199            if (!track->GetXYZAt(rEMC, fESD->GetMagneticField(), xyz))
200              continue; //track coord on the cylinder of PHOS radius
201            if ((TMath::Abs(xyz[0])+TMath::Abs(xyz[1])+TMath::Abs(xyz[2]))<=0)
202              continue;
203            //Check if this track hits PHOS
204            inPHOS.SetXYZ(xyz[0],xyz[1],xyz[2]);
205            Int_t modNum ; 
206            Double_t x,z ;
207            fGeom->ImpactOnEmc(vtx, inPHOS.Theta(), inPHOS.Phi(), modNum, z, x) ;
208            if(modNum==iTestMod){
209              //Mark this track as one belonging to module
210              TrackInPHOS_t &t = fTPCtracks[modNum-1][fNtpcTracks[modNum-1]++] ; 
211              t.track = track ;
212              t.x = x ;
213              t.z = z ;
214              break ;
215            }
216         }
217       }
218     }
219   } 
220
221 }
222
223 //____________________________________________________________________________
224 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::GetDistanceInPHOSPlane(AliPHOSEmcRecPoint * emcClu,
225                                                          AliESDtrack *track,
226                                                          Float_t &dx, Float_t &dz) const
227 {
228   // Calculates the distance between the EMC RecPoint and the CPV RecPoint
229   // Clusters are sorted in "rows" and "columns" of width 1 cm
230
231   TVector3 emcGlobal; // Global position of the EMC recpoint
232   fGeom->GetGlobalPHOS((AliPHOSRecPoint*)emcClu,emcGlobal);
233
234   //Calculate actual distance to the PHOS surface
235   Double_t modAngle=270.+fGeom->GetPHOSAngle(emcClu->GetPHOSMod()) ;
236   modAngle*=TMath::Pi()/180. ;
237   Double_t rEMC = emcGlobal.X()*TMath::Cos(modAngle)+emcGlobal.Y()*TMath::Sin(modAngle) ;
238   track->Rotate(modAngle);
239   Double_t xyz[3] ;
240   if(!track->GetXYZAt(rEMC, fESD->GetMagneticField(), xyz)){
241     dx=999. ;
242     dz=999. ;
243     return ; //track coord on the cylinder of PHOS radius
244   }
245   if((TMath::Abs(xyz[0])+TMath::Abs(xyz[1])+TMath::Abs(xyz[2]))<=0){
246     dx=999. ; 
247     dz=999. ;
248     return ;
249   } 
250
251   dx=(emcGlobal.X()-xyz[0])*TMath::Sin(modAngle)-(emcGlobal.Y()-xyz[1])*TMath::Cos(modAngle) ;
252   dx=TMath::Sign(dx,(Float_t)(emcGlobal.X()-xyz[0])) ; //set direction
253   dz=emcGlobal.Z()-xyz[2] ;
254
255   return ;
256 }
257 //____________________________________________________________________________
258 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::Init()
259 {
260   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
261   
262   fLinkUpArray  = new TClonesArray("AliPHOSLink", 1000); 
263   fTrackSegments = new TClonesArray("AliPHOSTrackSegment",100);
264 }
265
266 //____________________________________________________________________________
267 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::InitParameters()
268 {
269   //Initializes parameters
270   fRtpc      = 4. ;
271   fEmcFirst  = 0 ;    
272   fEmcLast   = 0 ;   
273   fLinkUpArray = 0 ;
274   fWrite                   = kTRUE ;
275 }
276
277
278 //____________________________________________________________________________
279 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::MakeLinks()
280
281   // Finds distances (links) between all EMC and CPV clusters, 
282   // which are not further apart from each other than fRcpv 
283   // and sort them in accordance with this distance
284   
285   fLinkUpArray->Clear() ;    
286
287   AliPHOSEmcRecPoint * emcclu ;
288
289   Int_t iLinkUp  = 0 ;
290   
291   Int_t iEmcRP;
292   for(iEmcRP = fEmcFirst; iEmcRP < fEmcLast; iEmcRP++ ) {
293     emcclu = dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(fEMCRecPoints->At(iEmcRP)) ;
294     TVector3 vecEmc ;
295     emcclu->GetLocalPosition(vecEmc) ;
296     Int_t mod=emcclu->GetPHOSMod() ;
297     for(Int_t itr=0; itr<fNtpcTracks[mod-1] ; itr++){
298       TrackInPHOS_t &t = fTPCtracks[mod-1][itr] ;
299       //calculate raw distance
300       Double_t rawdx = t.x - vecEmc.X() ;
301       Double_t rawdz = t.z - vecEmc.Z() ;
302       if(TMath::Sqrt(rawdx*rawdx+rawdz*rawdz)<fRtpc){
303         Float_t dx,dz ;
304         //calculate presize difference accounting misalignment
305         GetDistanceInPHOSPlane(emcclu, t.track, dx,dz) ;     
306         Int_t itrack = t.track->GetID() ;
307         new ((*fLinkUpArray)[iLinkUp++])  AliPHOSLink(dx, dz, iEmcRP, itrack, -1) ;
308       }      
309     }
310   } 
311   fLinkUpArray->Sort() ;  //first links with smallest distances
312 }
313
314 //____________________________________________________________________________
315 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::MakePairs()
316
317   // Using the previously made list of "links", we found the smallest link - i.e. 
318   // link with the least distance between EMC and CPV and pointing to still 
319   // unassigned RecParticles. We assign these RecPoints to TrackSegment and 
320   // remove them from the list of "unassigned". 
321
322   //Make arrays to mark clusters already chosen
323   Int_t * emcExist = 0;
324   if(fEmcLast > fEmcFirst)
325     emcExist = new Int_t[fEmcLast-fEmcFirst] ;
326   
327   Int_t index;
328   for(index = 0; index <fEmcLast-fEmcFirst; index ++)
329     emcExist[index] = 1 ;
330   
331   
332   Bool_t * tpcExist = 0;
333   Int_t nTracks = fESD->GetNumberOfTracks();
334   if(nTracks>0)
335     tpcExist = new Bool_t[nTracks] ;
336   
337   for(index = 0; index <nTracks; index ++)
338     tpcExist[index] = 1 ;
339   
340   
341   // Finds the smallest links and makes pairs of CPV and EMC clusters with smallest distance 
342   TIter nextUp(fLinkUpArray) ;
343   
344   AliPHOSLink * linkUp ;
345   
346   AliPHOSCpvRecPoint * nullpointer = 0 ;
347   
348   while ( (linkUp =  static_cast<AliPHOSLink *>(nextUp()) ) ){  
349
350     if(emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] != -1){
351
352       if(tpcExist[linkUp->GetCpv()]){ //Track still exist
353          Float_t dx,dz ; 
354          linkUp->GetXZ(dx,dz) ;
355          new ((* fTrackSegments)[fNTrackSegments]) 
356            AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(fEMCRecPoints->At(linkUp->GetEmc())) , 
357                                nullpointer,
358                                linkUp->GetTrack(),dx,dz) ;
359        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(fTrackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
360        fNTrackSegments++ ;
361        emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] = -1 ; //Mark emc  that Cpv was found 
362        //mark track as already used 
363        tpcExist[linkUp->GetCpv()] = kFALSE ;
364       } //if CpvUp still exist
365     } 
366   }        
367
368   //look through emc recPoints left without CPV
369   if(emcExist){ //if there is emc rec point
370     Int_t iEmcRP ;
371     for(iEmcRP = 0; iEmcRP < fEmcLast-fEmcFirst  ; iEmcRP++ ){
372       if(emcExist[iEmcRP] > 0 ){
373        new ((*fTrackSegments)[fNTrackSegments])  
374          AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(fEMCRecPoints->At(iEmcRP+fEmcFirst)), 
375                            nullpointer) ;
376        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(fTrackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
377        fNTrackSegments++;    
378       } 
379     }
380   }
381   delete [] emcExist ; 
382   delete [] tpcExist ; 
383 }
384
385 //____________________________________________________________________________
386 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::Clusters2TrackSegments(Option_t *option)
387 {
388   // Steering method to perform track segment construction for events
389   // in the range from fFirstEvent to fLastEvent.
390   // This range is optionally set by SetEventRange().
391   // if fLastEvent=-1 (by default), then process events until the end.
392   
393   if(strstr(option,"tim"))
394     gBenchmark->Start("PHOSTSMaker");
395  
396   if(strstr(option,"print")) {
397     Print() ; 
398     return ; 
399   }
400   
401   //Make some initializations 
402   fNTrackSegments = 0 ;
403   fEmcFirst = 0 ;    
404   fEmcLast  = 0 ;   
405     
406   fTrackSegments->Clear();
407
408   //    if(!ReadRecPoints(ievent))   continue; //reads RecPoints for event ievent
409     
410   for(fModule = 1; fModule <= fGeom->GetNModules() ; fModule++ ) {
411     FillOneModule() ; 
412     MakeLinks() ;
413     MakePairs() ;
414   }
415
416   if(strstr(option,"deb"))
417     PrintTrackSegments(option);
418     
419   if(strstr(option,"tim")){
420     gBenchmark->Stop("PHOSTSMaker");
421     Info("Exec", "took %f seconds for making TS", 
422          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSTSMaker")); 
423   }
424 }
425
426 //____________________________________________________________________________
427 void AliPHOSTrackSegmentMakerv2::Print(const Option_t *)const
428 {
429   //  Print TrackSegmentMaker parameters
430
431   TString message("") ;
432   if( strcmp(GetName(), "") != 0 ) {
433     message = "\n======== AliPHOSTrackSegmentMakerv2 ========\n" ; 
434     message += "Making Track segments\n" ;
435     message += "with parameters:\n" ; 
436     message += "     Maximal EMC - TPC distance (cm) %f\n" ;
437     message += "============================================\n" ;
438     Info("Print", message.Data(),fRtpc) ;
439   }
440   else
441     Info("Print", "AliPHOSTrackSegmentMakerv2 not initialized ") ;
442
443 }
444
445 //____________________________________________________________________________
446 void AliPHOSTrackSegmentMakerv2::PrintTrackSegments(Option_t * option)
447 {
448   // option deb - prints # of found TrackSegments
449   // option deb all - prints as well indexed of found RecParticles assigned to the TS
450
451   Info("PrintTrackSegments", "Results from TrackSegmentMaker:") ; 
452   printf("        Found %d TrackSegments\n", fTrackSegments->GetEntriesFast() ); 
453   
454   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
455     printf("TrackSegment #  EMC RP#  CPV RP#\n") ; 
456     Int_t index;
457     for (index = 0 ; index <fTrackSegments->GetEntriesFast() ; index++) {
458       AliPHOSTrackSegment * ts = (AliPHOSTrackSegment * )fTrackSegments->At(index) ; 
459       printf("   %d           %d        %d \n", ts->GetIndexInList(), ts->GetEmcIndex(), ts->GetTrackIndex() ) ; 
460     }   
461   }
462 }