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 1.3  2007/04/25 19:39:42  kharlov
  21  * Track extracpolation improved
  22  *
  23  * Revision 1.2  2007/04/01 19:16:52  kharlov
  24  * D.P.: Produce EMCTrackSegments using TPC/ITS tracks (no CPV)
  25  *
  26  *
  27  */
  28
  29 //_________________________________________________________________________
  30 // Implementation version 2 of algorithm class to construct PHOS track segments
  31 // Track segment for PHOS is list of
  32 //        EMC RecPoint + (possibly) projection of TPC track
  33 // To find TrackSegments we do the following:
  34 //  for each EMC RecPoints we look at
  35 //   TPC projections radius fRtpc.
  36 //  If there is such a track
  37 //   we make "Link" it is just indexes of EMC and TPC track and distance
  38 //   between them in the PHOS plane.
  39 //  Then we sort "Links" and starting from the
  40 //   least "Link" pointing to the unassined EMC and TPC assing them to
  41 //   new TrackSegment.
  42 // If there is no TPC track we make TrackSegment
  43 // consisting from EMC alone. There is no TrackSegments without EMC RecPoint.
  44 //// In principle this class should be called from AliPHOSReconstructor, but
  45 // one can use it as well in standalone mode.
  46 // Use  case:
  47 //  root [0] AliPHOSTrackSegmentMakerv2 * t = new AliPHOSTrackSegmentMaker("galice.root", "tracksegmentsname", "recpointsname")
  48 //  Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
  49 //               // reads gAlice from header file "galice.root", uses recpoints stored in the branch names "recpointsname" (default = "Default")
  50 //               // and saves recpoints in branch named "tracksegmentsname" (default = "recpointsname")
  51 //  root [1] t->ExecuteTask()
  52 //  root [3] t->SetTrackSegmentsBranch("max distance 5 cm")
  53 //  root [4] t->ExecuteTask("deb all time")
  54 //
  55 //*-- Author: Dmitri Peressounko (RRC Ki & SUBATECH) & Yves Schutz (SUBATECH)
  56 //
  57
  58 // --- ROOT system ---
  59 #include "TFile.h"
  60 #include "TTree.h"
  61 #include "TBenchmark.h"
  62
  63 // --- Standard library ---
  64 #include "Riostream.h"
  65 // --- AliRoot header files ---
  66 #include "AliPHOSGeometry.h"
  67 #include "AliPHOSTrackSegmentMakerv2.h"
  68 #include "AliPHOSTrackSegment.h"
  69 #include "AliPHOSLink.h"
  70 #include "AliPHOSGetter.h"
  71 #include "AliESD.h"
  72 #include "AliESDtrack.h"
  73
  74 ClassImp( AliPHOSTrackSegmentMakerv2)
  75
  76
  77 //____________________________________________________________________________
  78 AliPHOSTrackSegmentMakerv2::AliPHOSTrackSegmentMakerv2() :
  79   AliPHOSTrackSegmentMaker(),
  80   fDefaultInit(kTRUE),
  81   fWrite(kFALSE),
  82   fNTrackSegments(0),
  83   fRtpc(0.f),
  84   fVtx(0.,0.,0.),
  85   fLinkUpArray(0),
  86   fTPCtracks(),
  87   fEmcFirst(0),
  88   fEmcLast(0),
  89   fModule(0),
  90   fTrackSegmentsInRun(0)
  91 {
  92   // default ctor (to be used mainly by Streamer)
  93   InitParameters() ;
  94 }
  95
  96 //____________________________________________________________________________
  97 AliPHOSTrackSegmentMakerv2::AliPHOSTrackSegmentMakerv2(const TString & alirunFileName, const TString & eventFolderName) :
  98   AliPHOSTrackSegmentMaker(alirunFileName, eventFolderName),
  99   fDefaultInit(kFALSE),
 100   fWrite(kFALSE),
 101   fNTrackSegments(0),
 102   fRtpc(0.f),
 103   fVtx(0.,0.,0.),
 104   fLinkUpArray(0),
 105   fTPCtracks(),
 106   fEmcFirst(0),
 107   fEmcLast(0),
 108   fModule(0),
 109   fTrackSegmentsInRun(0)
 110 {
 111   // ctor
 112   InitParameters() ;
 113   Init() ;
 114   fESD = 0;
 115 }
 116
 117 //____________________________________________________________________________
 118 AliPHOSTrackSegmentMakerv2::AliPHOSTrackSegmentMakerv2(const AliPHOSTrackSegmentMakerv2 & tsm) :
 119   AliPHOSTrackSegmentMaker(tsm),
 120   fDefaultInit(kFALSE),
 121   fWrite(kFALSE),
 122   fNTrackSegments(0),
 123   fRtpc(0.f),
 124   fVtx(0.,0.,0.),
 125   fLinkUpArray(0),
 126   fTPCtracks(),
 127   fEmcFirst(0),
 128   fEmcLast(0),
 129   fModule(0),
 130   fTrackSegmentsInRun(0)
 131 {
 132   // cpy ctor: no implementation yet
 133   // requested by the Coding Convention
 134   Fatal("cpy ctor", "not implemented") ;
 135 }
 136
 137
 138 //____________________________________________________________________________
 139  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::~AliPHOSTrackSegmentMakerv2()
 140 {
 141   // dtor
 142   // fDefaultInit = kTRUE if TrackSegmentMaker created by default ctor (to get just the parameters)
 143   if (!fDefaultInit)
 144     delete fLinkUpArray ;
 145 }
 146
 147 //____________________________________________________________________________
 148 const TString AliPHOSTrackSegmentMakerv2::BranchName() const
 149 {
 150
 151   return GetName() ;
 152 }
 153
 154 //____________________________________________________________________________
 155 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::FillOneModule()
 156 {
 157   // Finds first and last indexes between which
 158   // clusters from one PHOS module are
 159
 160   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 161   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
 162
 163   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 164
 165   //First EMC clusters
 166   Int_t totalEmc = emcRecPoints->GetEntriesFast() ;
 167   for(fEmcFirst = fEmcLast; (fEmcLast < totalEmc) &&
 168         ((dynamic_cast<AliPHOSRecPoint *>(emcRecPoints->At(fEmcLast)))->GetPHOSMod() == fModule );
 169       fEmcLast ++)  ;
 170
 171   //Now TPC tracks
 172   if(fESD){
 173     //Do it ones, only first time
 174     if(fModule==1){
 175       Int_t nTracks = fESD->GetNumberOfTracks();
 176
 177       Int_t nPHOSmod = geom->GetNModules() ;
 178       if(fTPCtracks[0].size()<(UInt_t)nTracks){
 179         for(Int_t i=0; i<nPHOSmod; i++)
 180           fTPCtracks[i].resize(nTracks) ;
 181       }
 182       for(Int_t i=0; i<5; i++)fNtpcTracks[i]=0 ;
 183       TVector3 inPHOS ;
 184
 185       //In this particular case we use fixed vertex position at zero
 186       Double_t vtx[3]={0.,0.,0.} ;
 187       AliESDtrack *track;
 188       Double_t xyz[3] ;
 189       Double_t rEMC = geom->GetIPtoCrystalSurface() ; //Use here ideal geometry
 190       for (Int_t iTrack=0; iTrack<nTracks; iTrack++) {
 191         track = fESD->GetTrack(iTrack);
 192         for(Int_t iTestMod=1; iTestMod<=nPHOSmod; iTestMod++){
 193            Double_t modAngle=270.+geom->GetPHOSAngle(iTestMod) ;
 194            modAngle*=TMath::Pi()/180. ;
 195            track->Rotate(modAngle);
 196            if (!track->GetXYZAt(rEMC, fESD->GetMagneticField(), xyz))
 197              continue; //track coord on the cylinder of PHOS radius
 198            if ((TMath::Abs(xyz[0])+TMath::Abs(xyz[1])+TMath::Abs(xyz[2]))<=0)
 199              continue;
 200            //Check if this track hits PHOS
 201            inPHOS.SetXYZ(xyz[0],xyz[1],xyz[2]);
 202            Int_t modNum ;
 203            Double_t x,z ;
 204            geom->ImpactOnEmc(vtx, inPHOS.Theta(), inPHOS.Phi(), modNum, z, x) ;
 205            if(modNum==iTestMod){
 206              //Mark this track as one belonging to module
 207              TrackInPHOS_t &t = fTPCtracks[modNum-1][fNtpcTracks[modNum-1]++] ;
 208              t.track = track ;
 209              t.x = x ;
 210              t.z = z ;
 211              break ;
 212            }
 213         }
 214       }
 215     }
 216   }
 217
 218 }
 219
 220 //____________________________________________________________________________
 221 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::GetDistanceInPHOSPlane(AliPHOSEmcRecPoint * emcClu,
 222                                                          AliESDtrack *track,
 223                                                          Float_t &dx, Float_t &dz) const
 224 {
 225   // Calculates the distance between the EMC RecPoint and the CPV RecPoint
 226   // Clusters are sorted in "rows" and "columns" of width 1 cm
 227
 228   const AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGeometry::GetInstance() ;
 229   TVector3 emcGlobal; // Global position of the EMC recpoint
 230   geom->GetGlobalPHOS((AliPHOSRecPoint*)emcClu,emcGlobal);
 231
 232   //Calculate actual distance to the PHOS surface
 233   Double_t modAngle=270.+geom->GetPHOSAngle(emcClu->GetPHOSMod()) ;
 234   modAngle*=TMath::Pi()/180. ;
 235   Double_t rEMC = emcGlobal.X()*TMath::Cos(modAngle)+emcGlobal.Y()*TMath::Sin(modAngle) ;
 236   track->Rotate(modAngle);
 237   Double_t xyz[3] ;
 238   if(!track->GetXYZAt(rEMC, fESD->GetMagneticField(), xyz)){
 239     dx=999. ;
 240     dz=999. ;
 241     return ; //track coord on the cylinder of PHOS radius
 242   }
 243   if((TMath::Abs(xyz[0])+TMath::Abs(xyz[1])+TMath::Abs(xyz[2]))<=0){
 244     dx=999. ;
 245     dz=999. ;
 246     return ;
 247   }
 248
 249   dx=(emcGlobal.X()-xyz[0])*TMath::Sin(modAngle)-(emcGlobal.Y()-xyz[1])*TMath::Cos(modAngle) ;
 250   dx=TMath::Sign(dx,(Float_t)(emcGlobal.X()-xyz[0])) ; //set direction
 251   dz=emcGlobal.Z()-xyz[2] ;
 252
 253   return ;
 254 }
 255 //____________________________________________________________________________
 256 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::Init()
 257 {
 258   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
 259
 260   AliPHOSGetter* gime = AliPHOSGetter::Instance();
 261   if(!gime)
 262     gime = AliPHOSGetter::Instance(GetTitle(), fEventFolderName.Data());
 263
 264   fLinkUpArray  = new TClonesArray("AliPHOSLink", 1000);
 265   if ( !gime->TrackSegmentMaker() ) {
 266     gime->PostTrackSegmentMaker(this);
 267   }
 268 }
 269
 270 //____________________________________________________________________________
 271 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::InitParameters()
 272 {
 273   //Initializes parameters
 274   fRtpc      = 4. ;
 275   fEmcFirst  = 0 ;
 276   fEmcLast   = 0 ;
 277   fLinkUpArray = 0 ;
 278   fWrite                   = kTRUE ;
 279   fTrackSegmentsInRun       = 0 ;
 280   SetEventRange(0,-1) ;
 281 }
 282
 283
 284 //____________________________________________________________________________
 285 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::MakeLinks()
 286 {
 287   // Finds distances (links) between all EMC and CPV clusters,
 288   // which are not further apart from each other than fRcpv
 289   // and sort them in accordance with this distance
 290
 291   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 292   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 293
 294   fLinkUpArray->Clear() ;
 295
 296   AliPHOSEmcRecPoint * emcclu ;
 297
 298   Int_t iLinkUp  = 0 ;
 299
 300   Int_t iEmcRP;
 301   for(iEmcRP = fEmcFirst; iEmcRP < fEmcLast; iEmcRP++ ) {
 302     emcclu = dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(iEmcRP)) ;
 303     TVector3 vecEmc ;
 304     emcclu->GetLocalPosition(vecEmc) ;
 305     Int_t mod=emcclu->GetPHOSMod() ;
 306     for(Int_t itr=0; itr<fNtpcTracks[mod-1] ; itr++){
 307       TrackInPHOS_t &t = fTPCtracks[mod-1][itr] ;
 308       //calculate raw distance
 309       Double_t rawdx = t.x - vecEmc.X() ;
 310       Double_t rawdz = t.z - vecEmc.Z() ;
 311       if(TMath::Sqrt(rawdx*rawdx+rawdz*rawdz)<fRtpc){
 312         Float_t dx,dz ;
 313         //calculate presize difference accounting misalignment
 314         GetDistanceInPHOSPlane(emcclu, t.track, dx,dz) ;
 315         Int_t itrack = t.track->GetID() ;
 316         new ((*fLinkUpArray)[iLinkUp++])  AliPHOSLink(dx, dz, iEmcRP, itrack, -1) ;
 317       }
 318     }
 319   }
 320   fLinkUpArray->Sort() ;  //first links with smallest distances
 321 }
 322
 323 //____________________________________________________________________________
 324 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::MakePairs()
 325 {
 326   // Using the previously made list of "links", we found the smallest link - i.e.
 327   // link with the least distance between EMC and CPV and pointing to still
 328   // unassigned RecParticles. We assign these RecPoints to TrackSegment and
 329   // remove them from the list of "unassigned".
 330
 331   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 332
 333   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 334   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments();
 335
 336   //Make arrays to mark clusters already chosen
 337   Int_t * emcExist = 0;
 338   if(fEmcLast > fEmcFirst)
 339     emcExist = new Int_t[fEmcLast-fEmcFirst] ;
 340
 341   Int_t index;
 342   for(index = 0; index <fEmcLast-fEmcFirst; index ++)
 343     emcExist[index] = 1 ;
 344
 345
 346   Bool_t * tpcExist = 0;
 347   Int_t nTracks = fESD->GetNumberOfTracks();
 348   if(nTracks>0)
 349     tpcExist = new Bool_t[nTracks] ;
 350
 351   for(index = 0; index <nTracks; index ++)
 352     tpcExist[index] = 1 ;
 353
 354
 355   // Finds the smallest links and makes pairs of CPV and EMC clusters with smallest distance
 356   TIter nextUp(fLinkUpArray) ;
 357
 358   AliPHOSLink * linkUp ;
 359
 360   AliPHOSCpvRecPoint * nullpointer = 0 ;
 361
 362   while ( (linkUp =  static_cast<AliPHOSLink *>(nextUp()) ) ){
 363
 364     if(emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] != -1){
 365
 366       if(tpcExist[linkUp->GetCpv()]){ //Track still exist
 367          Float_t dx,dz ;
 368          linkUp->GetXZ(dx,dz) ;
 369          new ((* trackSegments)[fNTrackSegments])
 370            AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(linkUp->GetEmc())) ,
 371                                nullpointer,
 372                                linkUp->GetTrack(),dx,dz) ;
 373        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(trackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
 374        fNTrackSegments++ ;
 375        emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] = -1 ; //Mark emc  that Cpv was found
 376        //mark track as already used
 377        tpcExist[linkUp->GetCpv()] = kFALSE ;
 378       } //if CpvUp still exist
 379     }
 380   }
 381
 382   //look through emc recPoints left without CPV
 383   if(emcExist){ //if there is emc rec point
 384     Int_t iEmcRP ;
 385     for(iEmcRP = 0; iEmcRP < fEmcLast-fEmcFirst  ; iEmcRP++ ){
 386       if(emcExist[iEmcRP] > 0 ){
 387        new ((*trackSegments)[fNTrackSegments])
 388          AliPHOSTrackSegment(dynamic_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(emcRecPoints->At(iEmcRP+fEmcFirst)),
 389                            nullpointer) ;
 390        (dynamic_cast<AliPHOSTrackSegment *>(trackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
 391        fNTrackSegments++;
 392       }
 393     }
 394   }
 395   delete [] emcExist ;
 396   delete [] tpcExist ;
 397 }
 398
 399 //____________________________________________________________________________
 400 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::Exec(Option_t *option)
 401 {
 402   // Steering method to perform track segment construction for events
 403   // in the range from fFirstEvent to fLastEvent.
 404   // This range is optionally set by SetEventRange().
 405   // if fLastEvent=-1 (by default), then process events until the end.
 406
 407   if(strstr(option,"tim"))
 408     gBenchmark->Start("PHOSTSMaker");
 409
 410   if(strstr(option,"print")) {
 411     Print() ;
 412     return ;
 413   }
 414
 415   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 416
 417   const AliPHOSGeometry * geom = gime->PHOSGeometry() ;
 418
 419   if (fLastEvent == -1)
 420     fLastEvent = gime->MaxEvent() - 1 ;
 421   else
 422     fLastEvent = TMath::Min(fFirstEvent,gime->MaxEvent());
 423   Int_t nEvents   = fLastEvent - fFirstEvent + 1;
 424
 425   Int_t ievent ;
 426   for (ievent = fFirstEvent; ievent <= fLastEvent; ievent++) {
 427     gime->Event(ievent,"DR") ;
 428    //Make some initializations
 429     fNTrackSegments = 0 ;
 430     fEmcFirst = 0 ;
 431     fEmcLast  = 0 ;
 432
 433     gime->TrackSegments()->Clear();
 434
 435     //    if(!ReadRecPoints(ievent))   continue; //reads RecPoints for event ievent
 436
 437     for(fModule = 1; fModule <= geom->GetNModules() ; fModule++ ) {
 438       FillOneModule() ;
 439       MakeLinks() ;
 440       MakePairs() ;
 441     }
 442
 443     WriteTrackSegments() ;
 444
 445     if(strstr(option,"deb"))
 446       PrintTrackSegments(option);
 447
 448     //increment the total number of track segments per run
 449     fTrackSegmentsInRun += gime->TrackSegments()->GetEntriesFast() ;
 450   }
 451
 452   if(strstr(option,"tim")){
 453     gBenchmark->Stop("PHOSTSMaker");
 454     Info("Exec", "took %f seconds for making TS %f seconds per event",
 455           gBenchmark->GetCpuTime("PHOSTSMaker"),
 456           gBenchmark->GetCpuTime("PHOSTSMaker")/nEvents) ;
 457    }
 458   if(fWrite) //do not unload in "on flight" mode
 459     Unload();
 460 }
 461 //____________________________________________________________________________
 462 void AliPHOSTrackSegmentMakerv2::Unload()
 463 {
 464   // Unloads the task from the folder
 465   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 466   gime->PhosLoader()->UnloadRecPoints() ;
 467   gime->PhosLoader()->UnloadTracks() ;
 468 }
 469
 470 //____________________________________________________________________________
 471 void AliPHOSTrackSegmentMakerv2::Print(const Option_t *)const
 472 {
 473   //  Print TrackSegmentMaker parameters
 474
 475   TString message("") ;
 476   if( strcmp(GetName(), "") != 0 ) {
 477     message = "\n======== AliPHOSTrackSegmentMakerv2 ========\n" ;
 478     message += "Making Track segments\n" ;
 479     message += "with parameters:\n" ;
 480     message += "     Maximal EMC - TPC distance (cm) %f\n" ;
 481     message += "============================================\n" ;
 482     Info("Print", message.Data(),fRtpc) ;
 483   }
 484   else
 485     Info("Print", "AliPHOSTrackSegmentMakerv2 not initialized ") ;
 486 }
 487
 488 //____________________________________________________________________________
 489 void AliPHOSTrackSegmentMakerv2::WriteTrackSegments()
 490 {
 491   // Writes found TrackSegments to TreeR. Creates branches
 492   // "PHOSTS" and "AliPHOSTrackSegmentMaker" with the same title.
 493   // In the former branch found TrackSegments are stored, while
 494   // in the latter all parameters, with which TS were made.
 495   // ROOT does not allow overwriting existing branches, therefore
 496   // first we check, if branches with the same title already exist.
 497   // If yes - exits without writing.
 498
 499   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::Instance() ;
 500
 501   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments() ;
 502   trackSegments->Expand(trackSegments->GetEntriesFast()) ;
 503
 504   if(fWrite){ //We write TreeT
 505     TTree * treeT = gime->TreeT();
 506
 507     //First TS
 508     Int_t bufferSize = 32000 ;
 509     TBranch * tsBranch = treeT->Branch("PHOSTS",&trackSegments,bufferSize);
 510     tsBranch->Fill() ;
 511
 512     gime->WriteTracks("OVERWRITE");
 513     gime->WriteTrackSegmentMaker("OVERWRITE");
 514   }
 515 }
 516
 517
 518 //____________________________________________________________________________
 519 void AliPHOSTrackSegmentMakerv2::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   TClonesArray * trackSegments = AliPHOSGetter::Instance()->TrackSegments() ;
 525
 526   Info("PrintTrackSegments", "Results from TrackSegmentMaker:") ;
 527   printf("nevent: %d\n", gAlice->GetEvNumber()) ;
 528   printf("        Found %d TrackSegments\n", trackSegments->GetEntriesFast() );
 529
 530   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
 531     printf("TrackSegment #  EMC RP#  CPV RP#\n") ;
 532     Int_t index;
 533     for (index = 0 ; index <trackSegments->GetEntriesFast() ; index++) {
 534       AliPHOSTrackSegment * ts = (AliPHOSTrackSegment * )trackSegments->At(index) ;
 535       printf("   %d           %d        %d \n", ts->GetIndexInList(), ts->GetEmcIndex(), ts->GetTrackIndex() ) ;
 536     }
 537   }
 538 }