PWG3/hfe/AliHFEefficiency.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3 *                                                                        *
   4 * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5 * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6 *                                                                        *
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   8 * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
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  12 * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13 * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14 **************************************************************************/
  15 //
  16 // Task for Efficiency studies
  17 // Used for testing classes AliHFEcontainer and AliHFEfilter
  18 // Creates Efficiency Histograms
  19 //
  20 // Author:
  21 //   Markus Fasel <M.Fasel@gsi.de>
  22 //
  23 #include <TAxis.h>
  24 #include <TCanvas.h>
  25 #include <TFile.h>
  26 #include <TGraphErrors.h>
  27 #include <TH1F.h>
  28 #include <TH2.h>
  29 #include <TIterator.h>
  30 #include <TLegend.h>
  31 #include <TObjArray.h>
  32 #include <TPad.h>
  33
  34 #include "AliAnalysisManager.h"
  35 #include "AliCFAcceptanceCuts.h"
  36 #include "AliCFTrackIsPrimaryCuts.h"
  37 #include "AliCFContainer.h"
  38 #include "AliCFEffGrid.h"
  39 #include "AliESDEvent.h"
  40 #include "AliHFEcollection.h"
  41 #include "AliHFEcontainer.h"
  42 #include "AliHFEcutStep.h"
  43 #include "AliHFEefficiency.h"
  44 #include "AliHFEextraCuts.h"
  45 #include "AliHFEtrackFilter.h"
  46 #include "AliHFEtools.h"
  47 #include "AliMCEvent.h"
  48 #include "AliMCEventHandler.h"
  49
  50 ClassImp(AliHFEefficiency)
  51
  52 AliHFEefficiency::AliHFEefficiency():
  53   AliAnalysisTaskSE(),
  54   fFilter(NULL),
  55   fMCcut(NULL),
  56   fAcceptanceCuts(NULL),
  57   fEfficiency(NULL),
  58   fOutput(NULL),
  59   fCutTRD(kFALSE)
  60 {
  61   //
  62   // Default constructor
  63   //
  64 }
  65
  66 AliHFEefficiency::AliHFEefficiency(const Char_t *name):
  67   AliAnalysisTaskSE(name),
  68   fFilter(NULL),
  69   fMCcut(NULL),
  70   fAcceptanceCuts(NULL),
  71   fEfficiency(NULL),
  72   fOutput(NULL),
  73   fCutTRD(kFALSE)
  74 {
  75   //
  76   // Main Constructor
  77   //
  78   DefineOutput(1, AliHFEcontainer::Class());
  79   DefineOutput(2, TList::Class());
  80
  81   SetRunTerminate();
  82 }
  83
  84 AliHFEefficiency::~AliHFEefficiency(){
  85   //
  86   // Destructor
  87   //
  88   if(fFilter) delete fFilter;
  89   if(fEfficiency) delete fEfficiency;
  90   if(fAcceptanceCuts) delete fAcceptanceCuts;
  91   if(fOutput) delete fOutput;
  92 }
  93
  94 void AliHFEefficiency::UserCreateOutputObjects(){
  95   //
  96   // Create the output objects
  97   //
  98   fEfficiency = new AliHFEcontainer("Efficiency");
  99   fEfficiency->SetNumberOfVariables(4);
 100   // InitializeVariables
 101   fEfficiency->SetVariableName(0, "pt");
 102   fEfficiency->MakeLogarithmicBinning(0, 40, 0.1, 10);
 103   fEfficiency->SetVariableName(1, "Eta");
 104   fEfficiency->MakeLinearBinning(1, 20, -0.9, 0.9);
 105   fEfficiency->SetVariableName(2, "phi");
 106   fEfficiency->MakeLinearBinning(2 , 18, 0, 2 * TMath::Pi());
 107   fEfficiency->SetVariableName(3, "Charge");
 108   fEfficiency->MakeLinearBinning(3, 2, -1.1, 1.1);
 109   // New container
 110   fEfficiency->CreateContainer("MCFilter", "Efficiency for MC Studies", 2);
 111   AliCFContainer *cont = fEfficiency->GetCFContainer("MCFilter");
 112   cont->SetStepTitle(0, "MC Signal");
 113   cont->SetStepTitle(1, "MC Signal in acceptance");
 114
 115   fFilter = new AliHFEtrackFilter("testfilter");
 116   fFilter->GenerateCutSteps();
 117   fFilter->InitCF(fEfficiency);
 118   fMCcut = fFilter->GetMCSignalCuts();
 119   if(fCutTRD){
 120     AliHFEcutStep *hfeTRD = fFilter->GetCutStep("HFETRD");
 121     AliHFEextraCuts *hfecuts = dynamic_cast<AliHFEextraCuts *>(hfeTRD->GetCut("HFETRDCuts"));
 122     if(hfecuts) hfecuts->SetMinTrackletsTRD(4);
 123   }
 124   AliHFEcutStep *hfeITS = fFilter->GetCutStep("HFEITS");
 125   AliHFEextraCuts *hfeitscuts = dynamic_cast<AliHFEextraCuts *>(hfeITS->GetCut("HFEPixelsCuts"));
 126   if(hfeitscuts)hfeitscuts->SetRequireITSpixel(AliHFEextraCuts::kFirst);
 127
 128   AliHFEcutStep *primary = fFilter->GetCutStep("Primary");
 129   AliCFTrackIsPrimaryCuts *primcuts = dynamic_cast<AliCFTrackIsPrimaryCuts *>(primary->GetCut("PrimaryCuts"));
 130   if(primcuts){
 131     primcuts->SetMaxDCAToVertexXY(3);
 132     primcuts->SetMaxDCAToVertexZ(5);
 133   }
 134
 135   fAcceptanceCuts = new AliCFAcceptanceCuts("Acceptance", "MC Acceptance Cuts");
 136   fAcceptanceCuts->SetMinNHitITS(3);
 137   fAcceptanceCuts->SetMinNHitTPC(2);
 138   fAcceptanceCuts->SetMinNHitTRD(0);
 139
 140   // create additional histos for testing purpose
 141   fOutput = new AliHFEcollection("histos", "QA histograms");
 142   fOutput->CreateTH1F("hNtracks","Number of Tracks per Event", 100, 0, 100);
 143   fOutput->CreateTH1F("hPt","Pt of the tracks", 40, 0.1, 10, 0);
 144   fOutput->CreateTH1F("kinkIndex", "Kink Index", 400, -200, 200);
 145   fOutput->CreateTH1F("itspixel", "ITS PIXEL", 2, 0, 2);
 146   fOutput->CreateTH1F("mcmother", "Mother PDG", 1000, -500, 500);
 147   fOutput->CreateTH2F("ptres", "Pt Resolution", 40, 0.1, 10, 200, -1.5, 1.5, 0);
 148 }
 149
 150 void AliHFEefficiency::UserExec(Option_t *){
 151   //
 152   // Event Loop
 153   // Filter track, fill Efficiency container
 154   //
 155   AliESDEvent *esdevent = dynamic_cast<AliESDEvent *>(fInputEvent);
 156   if(!esdevent){
 157     AliError("ESD Event required");
 158     return;
 159   }
 160   fEfficiency->NewEvent();
 161   fFilter->SetRecEvent(fInputEvent);
 162   if(fMCEvent){
 163     AliMCEventHandler *mcH = dynamic_cast<AliMCEventHandler *>(AliAnalysisManager::GetAnalysisManager()->GetMCtruthEventHandler());
 164     if(mcH &&(!mcH->InitOk())) return;
 165     if(mcH &&(!mcH->TreeK())) return;
 166     if(mcH &&(!mcH->TreeTR())) return;
 167     fFilter->SetMC(fMCEvent);
 168     FilterMC();
 169   }
 170   fFilter->FilterTracks(esdevent);
 171   TObjArray *tracks = fFilter->GetFilteredTracks();
 172   TIterator *iter = tracks->MakeIterator();
 173   fOutput->Fill("hNtracks", tracks->GetEntriesFast());
 174   AliESDtrack *track = NULL;
 175   while((track = dynamic_cast<AliESDtrack *>(iter->Next()))){
 176     fOutput->Fill("hPt", track->Pt());
 177     fOutput->Fill("kinkIndex", track->GetKinkIndex(0));
 178     if(TESTBIT(track->GetITSClusterMap(), 0))
 179       fOutput->Fill("itspixel",1);
 180     else
 181       fOutput->Fill("itspixel",0);
 182     if(fMCEvent){
 183       AliMCParticle *mctrack = dynamic_cast<AliMCParticle *>(fMCEvent->GetTrack(TMath::Abs(track->GetLabel())));
 184       if(mctrack){
 185         Int_t motherLabel = mctrack->Particle()->GetFirstMother();
 186         if(motherLabel){
 187           AliMCParticle *mother = dynamic_cast<AliMCParticle *>(fMCEvent->GetTrack(motherLabel));
 188           if(mother)fOutput->Fill("mcmother", mother->Particle()->GetPdgCode());
 189         }
 190         fOutput->Fill("ptres", mctrack->Pt(), (track->Pt() - mctrack->Pt())/mctrack->Pt());
 191       }
 192     }
 193   }
 194   delete iter;
 195   fFilter->Flush();
 196   PostData(1, fEfficiency);
 197   PostData(2, fOutput->GetList());
 198 }
 199
 200 void AliHFEefficiency::Terminate(Option_t *){
 201   //
 202   // Evaluate Results
 203   //
 204   fEfficiency = dynamic_cast<AliHFEcontainer *>(GetOutputData(1));
 205   if(!fEfficiency){
 206     AliError("No Output data available");
 207     return;
 208   }
 209
 210   if(!IsRunningTerminate()) return;
 211   PostProcess();
 212
 213   TList *l = dynamic_cast<TList *>(GetOutputData(2));
 214   if(l) DrawPtResolution(l);
 215 }
 216
 217 void AliHFEefficiency::FilterMC(){
 218   //
 219   // Cut MC tracks
 220   //
 221   Double_t cont[4] = {0., 0., 0., 0.};
 222   AliMCParticle *track = NULL;
 223   for(Int_t itrack = 0; itrack < fMCEvent->GetNumberOfTracks(); itrack++){
 224     track = dynamic_cast<AliMCParticle *>(fMCEvent->GetTrack(itrack));
 225     if(!track) continue;
 226     if(!fMCcut->IsSelected(track)) continue;
 227     cont[0] = track->Pt();
 228     cont[1] = track->Eta();
 229     cont[2] = track->Phi();
 230     cont[3] = track->Charge()/3;
 231     //AliMCParticle *mother = dynamic_cast<AliMCParticle *>(fMCEvent->GetTrack(track->Particle()->GetFirstMother()));
 232     //if(TMath::Abs(mother->Particle()->GetPdgCode()) != 443) continue;
 233     fEfficiency->FillCFContainer("MCFilter", 0, cont);
 234     if(!fAcceptanceCuts->IsSelected(track)) continue;
 235     fEfficiency->FillCFContainer("MCFilter", 1, cont);
 236   }
 237 }
 238
 239 void AliHFEefficiency::Load(const char* filename){
 240   //
 241   // Load results for post processing
 242   //
 243   TFile *input = TFile::Open(filename);
 244   AliHFEcontainer *cin = dynamic_cast<AliHFEcontainer *>(input->Get("Efficiency"));
 245   if(cin) fEfficiency = dynamic_cast<AliHFEcontainer *>(cin->Clone());
 246   input->Close();
 247   delete input;
 248 }
 249
 250 void AliHFEefficiency::PostProcess(){
 251   //
 252   // Calculate Efficiencies
 253   //
 254   fEfficiency->Print();
 255
 256   // Prepare containers
 257   AliCFContainer *crec  = fEfficiency->MakeMergedCFContainer("merged", "Merged Container", "MCFilter:testfilter_container_signal");
 258   AliCFContainer *cmc   = fEfficiency->MakeMergedCFContainer("merged", "Merged Container", "MCFilter:testfilter_container_signalMC");
 259   AliCFEffGrid *gridRec = new AliCFEffGrid("effrec", "Efficiency Calculation using rec vars", *crec);
 260   AliCFEffGrid *gridMC  = new AliCFEffGrid("effmc", "Efficiency Calculation using mc vars", *cmc);
 261
 262   TCanvas *ctmp = NULL;
 263   for(Int_t ivar = 0; ivar < crec->GetNVar(); ivar++){
 264     ctmp = new TCanvas(Form("cEffSignal%s", crec->GetVarTitle(ivar)), Form("Signal Efficiency (%s)", crec->GetVarTitle(ivar)));
 265     ctmp->cd();
 266     DrawSignalEfficiency(gridRec, crec, ivar);
 267
 268     ctmp = new TCanvas(Form("cCutEff%s", crec->GetVarTitle(ivar)), Form("Cut Step Efficiency (%s)", crec->GetVarTitle(ivar)));
 269     ctmp->cd();
 270     DrawCutEfficiency(gridRec, crec, ivar);
 271
 272     ctmp = new TCanvas(Form("cEffSignalMC%s", crec->GetVarTitle(ivar)), Form("Signal Efficiency (%s, MC)", crec->GetVarTitle(ivar)));
 273     ctmp->cd();
 274     DrawSignalEfficiency(gridMC, cmc, ivar);
 275
 276     ctmp = new TCanvas(Form("cCutEffMC%s", crec->GetVarTitle(ivar)), Form("Cut Step Efficiency (%s, MC)", crec->GetVarTitle(ivar)));
 277     ctmp->cd();
 278     DrawCutEfficiency(gridMC, cmc, ivar);
 279   }
 280
 281   CalculatePTsmearing();
 282
 283   delete gridRec;
 284   delete gridMC;
 285   delete crec;
 286   delete cmc;
 287 }
 288
 289 void AliHFEefficiency::DrawSignalEfficiency(AliCFEffGrid *eff, AliCFContainer *cont, Int_t var){
 290   //
 291   // Efficiency of a cut step with respect to the signal
 292   //
 293   TH1 *hEff = NULL;
 294   Bool_t kFirst = kTRUE;
 295   TLegend *leg = new TLegend(0.5, 0.7, 0.89, 0.89);
 296   for(Int_t istep = 1; istep < cont->GetNStep(); istep++){
 297     eff->CalculateEfficiency(istep, 0);
 298     hEff = eff->Project(var);
 299     hEff->SetTitle(Form("Signal Efficiency (%s)", cont->GetVarTitle(var)));
 300     hEff->GetYaxis()->SetRangeUser(0., 1.6);
 301     hEff->GetYaxis()->SetTitle("Efficiency");
 302     hEff->SetStats(kFALSE);
 303     hEff->SetMarkerStyle(20+istep);
 304     hEff->SetMarkerColor(kBlue - 5 + istep);
 305     hEff->Draw(kFirst ? "ep" : "epsame");
 306     kFirst = kFALSE;
 307     leg->AddEntry(hEff, cont->GetStepTitle(istep), "p");
 308   }
 309   leg->SetBorderSize(0);
 310   leg->SetFillStyle(0);
 311   leg->Draw();
 312   gPad->Update();
 313 }
 314
 315 void AliHFEefficiency::DrawCutEfficiency(AliCFEffGrid *eff, AliCFContainer *cont, Int_t var){
 316   //
 317   // Efficiency of a cut step with respect to the previous one
 318   //
 319   Bool_t kFirst = kTRUE;
 320   TH1 *hEff = NULL;
 321   TLegend *leg = new TLegend(0.5, 0.7, 0.89, 0.89);
 322   TString effTitle;
 323   Int_t start = 0, length = 0;
 324   for(Int_t istep = 1; istep < cont->GetNStep(); istep++){
 325     eff->CalculateEfficiency(istep, istep -1);
 326     hEff = eff->Project(var);
 327     effTitle = hEff->GetTitle();
 328     start = effTitle.Index("projected"); length = effTitle.Length() - start;
 329     effTitle.Remove(start - 1, length + 1);
 330     effTitle.ReplaceAll("Efficiency: ", "");
 331     hEff->SetTitle(Form("Cut Efficiency (%s)", cont->GetVarTitle(var)));
 332     hEff->GetYaxis()->SetRangeUser(0., 1.6);
 333     hEff->GetYaxis()->SetTitle("Efficiency");
 334     hEff->SetStats(kFALSE);
 335     hEff->SetMarkerStyle(20+istep);
 336     hEff->SetMarkerColor(kBlue - 5 + istep);
 337     hEff->Draw(kFirst ? "ep" : "epsame");
 338     kFirst = kFALSE;
 339     leg->AddEntry(hEff, effTitle.Data(), "p");
 340   }
 341   leg->SetBorderSize(0);
 342   leg->SetFillStyle(0);
 343   leg->Draw();
 344   gPad->Update();
 345 }
 346
 347 void AliHFEefficiency::CalculatePTsmearing(){
 348   //
 349   // Efficiency of a cut step with respect to the same cut step filled with MC
 350   // Information
 351   //
 352   AliCFContainer *cont = fEfficiency->MakeMergedCFContainer("merged", "Merged Container", "testfilter_container_signal:testfilter_container_signalMC");
 353   AliCFEffGrid *grid = new AliCFEffGrid("effc", "Efficiency Calculation", *cont);
 354   Bool_t kFirst = kTRUE;
 355   TH1 *hEff = NULL;
 356   TCanvas *c2 = new TCanvas("cSmear", "pT modification");
 357   c2->cd();
 358   TLegend *leg1 = new TLegend(0.5, 0.7, 0.89, 0.89);
 359   Int_t nStep = cont->GetNStep()/2;
 360   for(Int_t istep = 0; istep < nStep; istep++){
 361     grid->CalculateEfficiency(istep, istep + nStep);
 362     hEff = grid->Project(0);
 363     hEff->SetStats(kFALSE);
 364     hEff->SetMarkerStyle(20+istep);
 365     hEff->SetMarkerColor(kBlue - 5 + istep);
 366     hEff->Draw(kFirst ? "ep" : "epsame");
 367     kFirst = kFALSE;
 368     leg1->AddEntry(hEff, cont->GetStepTitle(istep), "p");
 369   }
 370   leg1->Draw();
 371   gPad->Update();
 372
 373   delete cont;
 374   delete grid;
 375 }
 376
 377 void AliHFEefficiency::DrawPtResolution(const TList * const l){
 378   //
 379   // Draw pt resolution
 380   //
 381   TH2 *h2 = dynamic_cast<TH2 *>(l->FindObject("ptres"));
 382   if(!h2) return;
 383   TGraphErrors *mean = new TGraphErrors(h2->GetNbinsX());
 384   TGraphErrors *rms = new TGraphErrors(h2->GetNbinsX());
 385
 386   Double_t pt = 0., pterr = 0., mymean = 0., myrms = 0., mymeanerr = 0., myrmserr = 0.;
 387   TH1 *htmp = NULL;
 388   for(Int_t imom = 1; imom <= h2->GetXaxis()->GetLast(); imom++){
 389     pt = h2->GetXaxis()->GetBinCenter(imom);
 390     pterr = h2->GetXaxis()->GetBinWidth(imom)/2.;
 391     htmp = h2->ProjectionY("py", imom, imom);
 392     mymean = htmp->GetMean();
 393     myrms = htmp->GetRMS();
 394     mymeanerr = htmp->GetMeanError();
 395     myrmserr = htmp->GetRMSError();
 396     delete htmp;
 397     mean->SetPoint(imom -1, pt, mymean);
 398     rms->SetPoint(imom -1, pt, myrms);
 399     mean->SetPointError(imom-1,pterr,mymeanerr);
 400     rms->SetPointError(imom-1,pterr,myrmserr);
 401   }
 402
 403   TCanvas *c1 = new TCanvas("cPtShift", "pT Shift");
 404   c1->cd();
 405   mean->SetMarkerStyle(22);
 406   mean->SetMarkerColor(kBlue);
 407   mean->Draw("ape");
 408   rms->SetMarkerStyle(22);
 409   rms->SetMarkerColor(kBlack);
 410   rms->Draw("pesame");
 411   TLegend *leg = new TLegend(0.5, 0.7, 0.89, 0.89);
 412   leg->AddEntry(mean, "Mean", "lp");
 413   leg->AddEntry(rms, "RMS", "lp");
 414   leg->Draw();
 415   gPad->Update();
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