Adding histos
[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
105   for(Int_t i=0; i<5; i++)fNtpcTracks[i]=0 ;
106   InitParameters() ; 
107 }
108
109 //____________________________________________________________________________
110 AliPHOSTrackSegmentMakerv2::AliPHOSTrackSegmentMakerv2(AliPHOSGeometry *geom) :
111   AliPHOSTrackSegmentMaker(geom),
112   fDefaultInit(kFALSE),
113   fWrite(kFALSE),
114   fNTrackSegments(0),
115   fRtpc(0.f),
116   fVtx(0.,0.,0.),
117   fLinkUpArray(0),
118   fTPCtracks(),
119   fEmcFirst(0),
120   fEmcLast(0),
121   fModule(0),
122   fTrackSegments(NULL)
123 {
124   // ctor
125   for(Int_t i=0; i<5; i++)fNtpcTracks[i]=0 ;
126
127   InitParameters() ; 
128   Init() ;
129   fESD = 0;
130 }
131
132 //____________________________________________________________________________
133 AliPHOSTrackSegmentMakerv2::AliPHOSTrackSegmentMakerv2(const AliPHOSTrackSegmentMakerv2 & tsm) :
134   AliPHOSTrackSegmentMaker(tsm),
135   fDefaultInit(kFALSE),
136   fWrite(kFALSE),
137   fNTrackSegments(0),
138   fRtpc(0.f),
139   fVtx(0.,0.,0.),
140   fLinkUpArray(0),
141   fTPCtracks(),
142   fEmcFirst(0),
143   fEmcLast(0),
144   fModule(0),
145   fTrackSegments(NULL)
146 {
147   // cpy ctor: no implementation yet
148   // requested by the Coding Convention
149   Fatal("cpy ctor", "not implemented") ;
150 }
151
152
153 //____________________________________________________________________________
154  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::~AliPHOSTrackSegmentMakerv2()
155
156   // dtor
157   // fDefaultInit = kTRUE if TrackSegmentMaker created by default ctor (to get just the parameters)
158   if (!fDefaultInit)  
159     delete fLinkUpArray ;
160   if (fTrackSegments) {
161     fTrackSegments->Delete();
162     delete fTrackSegments;
163   }
164 }
165
166 //____________________________________________________________________________
167 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::FillOneModule()
168 {
169   // Finds first and last indexes between which 
170   // clusters from one PHOS module are
171
172   //First EMC clusters
173   Int_t totalEmc = fEMCRecPoints->GetEntriesFast() ;
174   for(fEmcFirst = fEmcLast; (fEmcLast < totalEmc) &&  
175         ((static_cast<AliPHOSRecPoint *>(fEMCRecPoints->At(fEmcLast)))->GetPHOSMod() == fModule ); 
176       fEmcLast ++)  ;
177   
178   //Now TPC tracks
179   if(fESD){
180     //Do it ones, only first time
181     if(fModule==1){
182       Int_t nTracks = fESD->GetNumberOfTracks();
183
184       Int_t nPHOSmod = fGeom->GetNModules() ;
185       if(fTPCtracks[0].size()<(UInt_t)nTracks){
186         for(Int_t i=0; i<nPHOSmod; i++) 
187           fTPCtracks[i].resize(nTracks) ;
188       }
189       for(Int_t i=0; i<5; i++)fNtpcTracks[i]=0 ;
190       TVector3 inPHOS ;
191    
192       //In this particular case we use fixed vertex position at zero
193       Double_t vtx[3]={0.,0.,0.} ;
194       AliESDtrack *track;
195       Double_t xyz[3] ;
196       Double_t rEMC = fGeom->GetIPtoCrystalSurface() ; //Use here ideal geometry 
197       for (Int_t iTrack=0; iTrack<nTracks; iTrack++) {
198         track = fESD->GetTrack(iTrack);
199         for(Int_t iTestMod=1; iTestMod<=nPHOSmod; iTestMod++){
200            Double_t modAngle=270.+fGeom->GetPHOSAngle(iTestMod) ;
201            modAngle*=TMath::Pi()/180. ;
202            track->Rotate(modAngle);  
203            if (!track->GetXYZAt(rEMC, fESD->GetMagneticField(), xyz))
204              continue; //track coord on the cylinder of PHOS radius
205            if ((TMath::Abs(xyz[0])+TMath::Abs(xyz[1])+TMath::Abs(xyz[2]))<=0)
206              continue;
207            //Check if this track hits PHOS
208            inPHOS.SetXYZ(xyz[0],xyz[1],xyz[2]);
209            Int_t modNum ; 
210            Double_t x,z ;
211            fGeom->ImpactOnEmc(vtx, inPHOS.Theta(), inPHOS.Phi(), modNum, z, x) ;
212            if(modNum==iTestMod){
213              //Mark this track as one belonging to module
214              TrackInPHOS_t &t = fTPCtracks[modNum-1][fNtpcTracks[modNum-1]++] ; 
215              t.track = track ;
216              t.x = x ;
217              t.z = z ;
218              break ;
219            }
220         }
221       }
222     }
223   } 
224
225 }
226
227 //____________________________________________________________________________
228 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::GetDistanceInPHOSPlane(AliPHOSEmcRecPoint * emcClu,
229                                                          AliESDtrack *track,
230                                                          Float_t &dx, Float_t &dz) const
231 {
232   // Calculates the distance between the EMC RecPoint and the CPV RecPoint
233   // Clusters are sorted in "rows" and "columns" of width 1 cm
234
235   TVector3 emcGlobal; // Global position of the EMC recpoint
236   fGeom->GetGlobalPHOS((AliPHOSRecPoint*)emcClu,emcGlobal);
237
238   //Calculate actual distance to the PHOS surface
239   Double_t modAngle=270.+fGeom->GetPHOSAngle(emcClu->GetPHOSMod()) ;
240   modAngle*=TMath::Pi()/180. ;
241   Double_t rEMC = emcGlobal.X()*TMath::Cos(modAngle)+emcGlobal.Y()*TMath::Sin(modAngle) ;
242   track->Rotate(modAngle);
243   Double_t xyz[3] ;
244   if(!track->GetXYZAt(rEMC, fESD->GetMagneticField(), xyz)){
245     dx=999. ;
246     dz=999. ;
247     return ; //track coord on the cylinder of PHOS radius
248   }
249   if((TMath::Abs(xyz[0])+TMath::Abs(xyz[1])+TMath::Abs(xyz[2]))<=0){
250     dx=999. ; 
251     dz=999. ;
252     return ;
253   } 
254
255   dx=(emcGlobal.X()-xyz[0])*TMath::Sin(modAngle)-(emcGlobal.Y()-xyz[1])*TMath::Cos(modAngle) ;
256   dx=TMath::Sign(dx,(Float_t)(emcGlobal.X()-xyz[0])) ; //set direction
257   dz=emcGlobal.Z()-xyz[2] ;
258
259   return ;
260 }
261 //____________________________________________________________________________
262 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::Init()
263 {
264   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
265   
266   fLinkUpArray  = new TClonesArray("AliPHOSLink", 1000); 
267   fTrackSegments = new TClonesArray("AliPHOSTrackSegment",100);
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 }
280
281
282 //____________________________________________________________________________
283 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::MakeLinks()
284
285   // Finds distances (links) between all EMC and CPV clusters, 
286   // which are not further apart from each other than fRcpv 
287   // and sort them in accordance with this distance
288   
289   fLinkUpArray->Clear() ;    
290
291   AliPHOSEmcRecPoint * emcclu ;
292
293   Int_t iLinkUp  = 0 ;
294   
295   Int_t iEmcRP;
296   for(iEmcRP = fEmcFirst; iEmcRP < fEmcLast; iEmcRP++ ) {
297     emcclu = static_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(fEMCRecPoints->At(iEmcRP)) ;
298     TVector3 vecEmc ;
299     emcclu->GetLocalPosition(vecEmc) ;
300     Int_t mod=emcclu->GetPHOSMod() ;
301     for(Int_t itr=0; itr<fNtpcTracks[mod-1] ; itr++){
302       TrackInPHOS_t &t = fTPCtracks[mod-1][itr] ;
303       //calculate raw distance
304       Double_t rawdx = t.x - vecEmc.X() ;
305       Double_t rawdz = t.z - vecEmc.Z() ;
306       if(TMath::Sqrt(rawdx*rawdx+rawdz*rawdz)<fRtpc){
307         Float_t dx,dz ;
308         //calculate presize difference accounting misalignment
309         GetDistanceInPHOSPlane(emcclu, t.track, dx,dz) ;     
310         Int_t itrack = t.track->GetID() ;
311         new ((*fLinkUpArray)[iLinkUp++])  AliPHOSLink(dx, dz, iEmcRP, itrack, -1) ;
312       }      
313     }
314   } 
315   fLinkUpArray->Sort() ;  //first links with smallest distances
316 }
317
318 //____________________________________________________________________________
319 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::MakePairs()
320
321   // Using the previously made list of "links", we found the smallest link - i.e. 
322   // link with the least distance between EMC and CPV and pointing to still 
323   // unassigned RecParticles. We assign these RecPoints to TrackSegment and 
324   // remove them from the list of "unassigned". 
325
326   //Make arrays to mark clusters already chosen
327   Int_t * emcExist = 0;
328
329   if(fEmcLast > fEmcFirst)
330     emcExist = new Int_t[fEmcLast-fEmcFirst] ;
331   else
332     AliFatal(Form("fEmcLast > fEmcFirst: %d > %d is not true!",fEmcLast,fEmcFirst));
333   
334   Int_t index;
335   for(index = 0; index <fEmcLast-fEmcFirst; index ++)
336     emcExist[index] = 1 ;
337   
338   
339   Bool_t * tpcExist = 0;
340   Int_t nTracks = fESD->GetNumberOfTracks();
341   if(nTracks>0)
342     tpcExist = new Bool_t[nTracks] ;
343   
344   for(index = 0; index <nTracks; index ++)
345     tpcExist[index] = 1 ;
346   
347   
348   // Finds the smallest links and makes pairs of CPV and EMC clusters with smallest distance 
349   TIter nextUp(fLinkUpArray) ;
350   
351   AliPHOSLink * linkUp ;
352   
353   AliPHOSCpvRecPoint * nullpointer = 0 ;
354   
355   while ( (linkUp =  static_cast<AliPHOSLink *>(nextUp()) ) ){  
356
357     if(emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] != -1){
358
359       if(tpcExist[linkUp->GetCpv()]){ //Track still exist
360          Float_t dx,dz ; 
361          linkUp->GetXZ(dx,dz) ;
362          new ((* fTrackSegments)[fNTrackSegments]) 
363            AliPHOSTrackSegment(static_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(fEMCRecPoints->At(linkUp->GetEmc())) , 
364                                nullpointer,
365                                linkUp->GetTrack(),dx,dz) ;
366        (static_cast<AliPHOSTrackSegment *>(fTrackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
367        fNTrackSegments++ ;
368        emcExist[linkUp->GetEmc()-fEmcFirst] = -1 ; //Mark emc  that Cpv was found 
369        //mark track as already used 
370        tpcExist[linkUp->GetCpv()] = kFALSE ;
371       } //if CpvUp still exist
372     } 
373   }        
374
375   //look through emc recPoints left without CPV
376   if(emcExist){ //if there is emc rec point
377     Int_t iEmcRP ;
378     for(iEmcRP = 0; iEmcRP < fEmcLast-fEmcFirst  ; iEmcRP++ ){
379       if(emcExist[iEmcRP] > 0 ){
380        new ((*fTrackSegments)[fNTrackSegments])  
381          AliPHOSTrackSegment(static_cast<AliPHOSEmcRecPoint *>(fEMCRecPoints->At(iEmcRP+fEmcFirst)), 
382                            nullpointer) ;
383        (static_cast<AliPHOSTrackSegment *>(fTrackSegments->At(fNTrackSegments)))->SetIndexInList(fNTrackSegments);
384        fNTrackSegments++;    
385       } 
386     }
387   }
388   delete [] emcExist ; 
389   delete [] tpcExist ; 
390 }
391
392 //____________________________________________________________________________
393 void  AliPHOSTrackSegmentMakerv2::Clusters2TrackSegments(Option_t *option)
394 {
395   // Steering method to perform track segment construction for events
396   // in the range from fFirstEvent to fLastEvent.
397   // This range is optionally set by SetEventRange().
398   // if fLastEvent=-1 (by default), then process events until the end.
399   
400   if(strstr(option,"tim"))
401     gBenchmark->Start("PHOSTSMaker");
402  
403   if(strstr(option,"print")) {
404     Print() ; 
405     return ; 
406   }
407   
408   //Make some initializations 
409   fNTrackSegments = 0 ;
410   fEmcFirst = 0 ;    
411   fEmcLast  = 0 ;   
412     
413   fTrackSegments->Clear();
414
415   //    if(!ReadRecPoints(ievent))   continue; //reads RecPoints for event ievent
416     
417   for(fModule = 1; fModule <= fGeom->GetNModules() ; fModule++ ) {
418     FillOneModule() ; 
419     MakeLinks() ;
420     MakePairs() ;
421   }
422
423   if(strstr(option,"deb"))
424     PrintTrackSegments(option);
425     
426   if(strstr(option,"tim")){
427     gBenchmark->Stop("PHOSTSMaker");
428     Info("Exec", "took %f seconds for making TS", 
429          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSTSMaker")); 
430   }
431 }
432
433 //____________________________________________________________________________
434 void AliPHOSTrackSegmentMakerv2::Print(const Option_t *)const
435 {
436   //  Print TrackSegmentMaker parameters
437
438   TString message("") ;
439   if( strcmp(GetName(), "") != 0 ) {
440     message = "\n======== AliPHOSTrackSegmentMakerv2 ========\n" ; 
441     message += "Making Track segments\n" ;
442     message += "with parameters:\n" ; 
443     message += "     Maximal EMC - TPC distance (cm) %f\n" ;
444     message += "============================================\n" ;
445     Info("Print", message.Data(),fRtpc) ;
446   }
447   else
448     Info("Print", "AliPHOSTrackSegmentMakerv2 not initialized ") ;
449
450 }
451
452 //____________________________________________________________________________
453 void AliPHOSTrackSegmentMakerv2::PrintTrackSegments(Option_t * option)
454 {
455   // option deb - prints # of found TrackSegments
456   // option deb all - prints as well indexed of found RecParticles assigned to the TS
457
458   Info("PrintTrackSegments", "Results from TrackSegmentMaker:") ; 
459   printf("        Found %d TrackSegments\n", fTrackSegments->GetEntriesFast() ); 
460   
461   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
462     printf("TrackSegment #  EMC RP#  CPV RP#\n") ; 
463     Int_t index;
464     for (index = 0 ; index <fTrackSegments->GetEntriesFast() ; index++) {
465       AliPHOSTrackSegment * ts = (AliPHOSTrackSegment * )fTrackSegments->At(index) ; 
466       printf("   %d           %d        %d \n", ts->GetIndexInList(), ts->GetEmcIndex(), ts->GetTrackIndex() ) ; 
467     }   
468   }
469 }