PWGHF/hfe/AliHFEefficiency.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3 *                                                                        *
   4 * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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   6 *                                                                        *
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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 ) {
 165      AliError("Cannot get MC truth event handler");
 166      return;
 167     }
 168     if(mcH &&(!mcH->InitOk())) return;
 169     if(mcH &&(!mcH->TreeK())) return;
 170     if(mcH &&(!mcH->TreeTR())) return;
 171     fFilter->SetMC(fMCEvent);
 172     FilterMC();
 173   }
 174   fFilter->FilterTracks(esdevent);
 175   TObjArray *tracks = fFilter->GetFilteredTracks();
 176   TIterator *iter = tracks->MakeIterator();
 177   fOutput->Fill("hNtracks", tracks->GetEntriesFast());
 178   AliESDtrack *track = NULL;
 179   while((track = dynamic_cast<AliESDtrack *>(iter->Next()))){
 180     fOutput->Fill("hPt", track->Pt());
 181     fOutput->Fill("kinkIndex", track->GetKinkIndex(0));
 182     if(TESTBIT(track->GetITSClusterMap(), 0))
 183       fOutput->Fill("itspixel",1);
 184     else
 185       fOutput->Fill("itspixel",0);
 186     if(fMCEvent){
 187       AliMCParticle *mctrack = dynamic_cast<AliMCParticle *>(fMCEvent->GetTrack(TMath::Abs(track->GetLabel())));
 188       if(mctrack){
 189         Int_t motherLabel = mctrack->Particle()->GetFirstMother();
 190         if(motherLabel){
 191           AliMCParticle *mother = dynamic_cast<AliMCParticle *>(fMCEvent->GetTrack(motherLabel));
 192           if(mother)fOutput->Fill("mcmother", mother->Particle()->GetPdgCode());
 193         }
 194         fOutput->Fill("ptres", mctrack->Pt(), (track->Pt() - mctrack->Pt())/mctrack->Pt());
 195       }
 196     }
 197   }
 198   delete iter;
 199   fFilter->Flush();
 200   PostData(1, fEfficiency);
 201   PostData(2, fOutput->GetList());
 202 }
 203
 204 void AliHFEefficiency::Terminate(Option_t *){
 205   //
 206   // Evaluate Results
 207   //
 208   fEfficiency = dynamic_cast<AliHFEcontainer *>(GetOutputData(1));
 209   if(!fEfficiency){
 210     AliError("No Output data available");
 211     return;
 212   }
 213
 214   if(!IsRunningTerminate()) return;
 215   PostProcess();
 216
 217   TList *l = dynamic_cast<TList *>(GetOutputData(2));
 218   if(l) DrawPtResolution(l);
 219 }
 220
 221 void AliHFEefficiency::FilterMC(){
 222   //
 223   // Cut MC tracks
 224   //
 225   Double_t cont[4] = {0., 0., 0., 0.};
 226   AliMCParticle *track = NULL;
 227   for(Int_t itrack = 0; itrack < fMCEvent->GetNumberOfTracks(); itrack++){
 228     track = dynamic_cast<AliMCParticle *>(fMCEvent->GetTrack(itrack));
 229     if(!track) continue;
 230     if(!fMCcut->IsSelected(track)) continue;
 231     cont[0] = track->Pt();
 232     cont[1] = track->Eta();
 233     cont[2] = track->Phi();
 234     cont[3] = track->Charge()/3;
 235     //AliMCParticle *mother = dynamic_cast<AliMCParticle *>(fMCEvent->GetTrack(track->Particle()->GetFirstMother()));
 236     //if(TMath::Abs(mother->Particle()->GetPdgCode()) != 443) continue;
 237     fEfficiency->FillCFContainer("MCFilter", 0, cont);
 238     if(!fAcceptanceCuts->IsSelected(track)) continue;
 239     fEfficiency->FillCFContainer("MCFilter", 1, cont);
 240   }
 241 }
 242
 243 void AliHFEefficiency::Load(const char* filename){
 244   //
 245   // Load results for post processing
 246   //
 247   TFile *input = TFile::Open(filename);
 248   AliHFEcontainer *ctmp = dynamic_cast<AliHFEcontainer *>(input->Get("Efficiency"));
 249   if(ctmp) fEfficiency = dynamic_cast<AliHFEcontainer *>(ctmp->Clone());
 250   input->Close();
 251   delete input;
 252 }
 253
 254 void AliHFEefficiency::PostProcess(){
 255   //
 256   // Calculate Efficiencies
 257   //
 258   fEfficiency->Print();
 259
 260   // Prepare containers
 261   AliCFContainer *crec  = fEfficiency->MakeMergedCFContainer("merged", "Merged Container", "MCFilter:testfilter_container_signal");
 262   AliCFContainer *cmc   = fEfficiency->MakeMergedCFContainer("merged", "Merged Container", "MCFilter:testfilter_container_signalMC");
 263   AliCFEffGrid *gridRec = new AliCFEffGrid("effrec", "Efficiency Calculation using rec vars", *crec);
 264   AliCFEffGrid *gridMC  = new AliCFEffGrid("effmc", "Efficiency Calculation using mc vars", *cmc);
 265
 266   TCanvas *ctmp = NULL;
 267   for(Int_t ivar = 0; ivar < crec->GetNVar(); ivar++){
 268     ctmp = new TCanvas(Form("cEffSignal%s", crec->GetVarTitle(ivar)), Form("Signal Efficiency (%s)", crec->GetVarTitle(ivar)));
 269     ctmp->cd();
 270     DrawSignalEfficiency(gridRec, crec, ivar);
 271
 272     ctmp = new TCanvas(Form("cCutEff%s", crec->GetVarTitle(ivar)), Form("Cut Step Efficiency (%s)", crec->GetVarTitle(ivar)));
 273     ctmp->cd();
 274     DrawCutEfficiency(gridRec, crec, ivar);
 275
 276     ctmp = new TCanvas(Form("cEffSignalMC%s", crec->GetVarTitle(ivar)), Form("Signal Efficiency (%s, MC)", crec->GetVarTitle(ivar)));
 277     ctmp->cd();
 278     DrawSignalEfficiency(gridMC, cmc, ivar);
 279
 280     ctmp = new TCanvas(Form("cCutEffMC%s", crec->GetVarTitle(ivar)), Form("Cut Step Efficiency (%s, MC)", crec->GetVarTitle(ivar)));
 281     ctmp->cd();
 282     DrawCutEfficiency(gridMC, cmc, ivar);
 283   }
 284
 285   CalculatePTsmearing();
 286
 287   delete gridRec;
 288   delete gridMC;
 289   delete crec;
 290   delete cmc;
 291 }
 292
 293 void AliHFEefficiency::DrawSignalEfficiency(AliCFEffGrid *eff, AliCFContainer *cont, Int_t var){
 294   //
 295   // Efficiency of a cut step with respect to the signal
 296   //
 297   TH1 *hEff = NULL;
 298   Bool_t kFirst = kTRUE;
 299   TLegend *leg = new TLegend(0.5, 0.7, 0.89, 0.89);
 300   for(Int_t istep = 1; istep < cont->GetNStep(); istep++){
 301     eff->CalculateEfficiency(istep, 0);
 302     hEff = eff->Project(var);
 303     hEff->SetTitle(Form("Signal Efficiency (%s)", cont->GetVarTitle(var)));
 304     hEff->GetYaxis()->SetRangeUser(0., 1.6);
 305     hEff->GetYaxis()->SetTitle("Efficiency");
 306     hEff->SetStats(kFALSE);
 307     hEff->SetMarkerStyle(20+istep);
 308     hEff->SetMarkerColor(kBlue - 5 + istep);
 309     hEff->Draw(kFirst ? "ep" : "epsame");
 310     kFirst = kFALSE;
 311     leg->AddEntry(hEff, cont->GetStepTitle(istep), "p");
 312   }
 313   leg->SetBorderSize(0);
 314   leg->SetFillStyle(0);
 315   leg->Draw();
 316   gPad->Update();
 317 }
 318
 319 void AliHFEefficiency::DrawCutEfficiency(AliCFEffGrid *eff, AliCFContainer *cont, Int_t var){
 320   //
 321   // Efficiency of a cut step with respect to the previous one
 322   //
 323   Bool_t kFirst = kTRUE;
 324   TH1 *hEff = NULL;
 325   TLegend *leg = new TLegend(0.5, 0.7, 0.89, 0.89);
 326   TString effTitle;
 327   Int_t start = 0, length = 0;
 328   for(Int_t istep = 1; istep < cont->GetNStep(); istep++){
 329     eff->CalculateEfficiency(istep, istep -1);
 330     hEff = eff->Project(var);
 331     effTitle = hEff->GetTitle();
 332     start = effTitle.Index("projected"); length = effTitle.Length() - start;
 333     effTitle.Remove(start - 1, length + 1);
 334     effTitle.ReplaceAll("Efficiency: ", "");
 335     hEff->SetTitle(Form("Cut Efficiency (%s)", cont->GetVarTitle(var)));
 336     hEff->GetYaxis()->SetRangeUser(0., 1.6);
 337     hEff->GetYaxis()->SetTitle("Efficiency");
 338     hEff->SetStats(kFALSE);
 339     hEff->SetMarkerStyle(20+istep);
 340     hEff->SetMarkerColor(kBlue - 5 + istep);
 341     hEff->Draw(kFirst ? "ep" : "epsame");
 342     kFirst = kFALSE;
 343     leg->AddEntry(hEff, cont->GetStepTitle(istep), "p");
 344   }
 345   leg->SetBorderSize(0);
 346   leg->SetFillStyle(0);
 347   leg->Draw();
 348   gPad->Update();
 349 }
 350
 351 void AliHFEefficiency::CalculatePTsmearing(){
 352   //
 353   // Efficiency of a cut step with respect to the same cut step filled with MC
 354   // Information
 355   //
 356   AliCFContainer *cont = fEfficiency->MakeMergedCFContainer("merged", "Merged Container", "testfilter_container_signal:testfilter_container_signalMC");
 357   AliCFEffGrid *grid = new AliCFEffGrid("effc", "Efficiency Calculation", *cont);
 358   Bool_t kFirst = kTRUE;
 359   TH1 *hEff = NULL;
 360   TCanvas *c2 = new TCanvas("cSmear", "pT modification");
 361   c2->cd();
 362   TLegend *leg1 = new TLegend(0.5, 0.7, 0.89, 0.89);
 363   Int_t nStep = cont->GetNStep()/2;
 364   for(Int_t istep = 0; istep < nStep; istep++){
 365     grid->CalculateEfficiency(istep, istep + nStep);
 366     hEff = grid->Project(0);
 367     hEff->SetStats(kFALSE);
 368     hEff->SetMarkerStyle(20+istep);
 369     hEff->SetMarkerColor(kBlue - 5 + istep);
 370     hEff->Draw(kFirst ? "ep" : "epsame");
 371     kFirst = kFALSE;
 372     leg1->AddEntry(hEff, cont->GetStepTitle(istep), "p");
 373   }
 374   leg1->Draw();
 375   gPad->Update();
 376
 377   delete cont;
 378   delete grid;
 379 }
 380
 381 void AliHFEefficiency::DrawPtResolution(const TList * const l){
 382   //
 383   // Draw pt resolution
 384   //
 385   TH2 *h2 = dynamic_cast<TH2 *>(l->FindObject("ptres"));
 386   if(!h2) return;
 387   TGraphErrors *mean = new TGraphErrors(h2->GetNbinsX());
 388   TGraphErrors *rms = new TGraphErrors(h2->GetNbinsX());
 389
 390   Double_t pt = 0., pterr = 0., mymean = 0., myrms = 0., mymeanerr = 0., myrmserr = 0.;
 391   TH1 *htmp = NULL;
 392   for(Int_t imom = 1; imom <= h2->GetXaxis()->GetLast(); imom++){
 393     pt = h2->GetXaxis()->GetBinCenter(imom);
 394     pterr = h2->GetXaxis()->GetBinWidth(imom)/2.;
 395     htmp = h2->ProjectionY("py", imom, imom);
 396     mymean = htmp->GetMean();
 397     myrms = htmp->GetRMS();
 398     mymeanerr = htmp->GetMeanError();
 399     myrmserr = htmp->GetRMSError();
 400     delete htmp;
 401     mean->SetPoint(imom -1, pt, mymean);
 402     rms->SetPoint(imom -1, pt, myrms);
 403     mean->SetPointError(imom-1,pterr,mymeanerr);
 404     rms->SetPointError(imom-1,pterr,myrmserr);
 405   }
 406
 407   TCanvas *c1 = new TCanvas("cPtShift", "pT Shift");
 408   c1->cd();
 409   mean->SetMarkerStyle(22);
 410   mean->SetMarkerColor(kBlue);
 411   mean->Draw("ape");
 412   rms->SetMarkerStyle(22);
 413   rms->SetMarkerColor(kBlack);
 414   rms->Draw("pesame");
 415   TLegend *leg = new TLegend(0.5, 0.7, 0.89, 0.89);
 416   leg->AddEntry(mean, "Mean", "lp");
 417   leg->AddEntry(rms, "RMS", "lp");
 418   leg->Draw();
 419   gPad->Update();
 420 }
 421