PWGHF/hfe/AliHFEtofPIDqa.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 //
  16 // Class AliHFEtofPIDqa
  17 //
  18 // Monitoring TOF PID in the HFE PID montioring framework. The following
  19 // quantities are monitored:
  20 //   TOF time distance to electron hypothesis (Number of sigmas)
  21 //   TOF time distance to the pion hypothesis (Absolute value)
  22 //   TPC dE/dx (Number of sigmas, as control histogram)
  23 // (Always as function of momentum, particle species and centrality
  24 // before and after cut)
  25 // More information about the PID monitoring framework can be found in
  26 // AliHFEpidQAmanager.cxx and AliHFEdetPIDqa.cxx
  27 //
  28 // Author:
  29 //
  30 //   Markus Fasel <M.Fasel@gsi.de>
  31 #include <TClass.h>
  32 #include <TH2.h>
  33 #include <THnSparse.h>
  34 #include <TString.h>
  35
  36 #include "AliLog.h"
  37 #include "AliPID.h"
  38 #include "AliPIDResponse.h"
  39 #include "AliVParticle.h"
  40
  41 #include "AliHFEcollection.h"
  42 #include "AliHFEpid.h"
  43 #include "AliHFEpidBase.h"
  44 #include "AliHFEpidQAmanager.h"
  45 #include "AliHFEpidTPC.h"
  46 #include "AliHFEpidTRD.h"
  47 #include "AliHFEpidTOF.h"
  48 #include "AliHFEtools.h"
  49 #include "AliHFEtofPIDqa.h"
  50
  51 ClassImp(AliHFEpidTOF)
  52
  53 //_________________________________________________________
  54 AliHFEtofPIDqa::AliHFEtofPIDqa():
  55     AliHFEdetPIDqa()
  56   , fHistos(NULL)
  57 {
  58   //
  59   // Dummy constructor
  60   //
  61 }
  62
  63 //_________________________________________________________
  64 AliHFEtofPIDqa::AliHFEtofPIDqa(const char* name):
  65     AliHFEdetPIDqa(name, "QA for TOF")
  66   , fHistos(NULL)
  67 {
  68   //
  69   // Default constructor
  70   //
  71 }
  72
  73 //_________________________________________________________
  74 AliHFEtofPIDqa::AliHFEtofPIDqa(const AliHFEtofPIDqa &o):
  75     AliHFEdetPIDqa(o)
  76   , fHistos()
  77 {
  78   //
  79   // Copy constructor
  80   //
  81   o.Copy(*this);
  82 }
  83
  84 //_________________________________________________________
  85 AliHFEtofPIDqa &AliHFEtofPIDqa::operator=(const AliHFEtofPIDqa &o){
  86   //
  87   // Do assignment
  88   //
  89   AliHFEdetPIDqa::operator=(o);
  90   if(&o != this) o.Copy(*this);
  91   return *this;
  92 }
  93
  94 //_________________________________________________________
  95 AliHFEtofPIDqa::~AliHFEtofPIDqa(){
  96   //
  97   // Destructor
  98   //
  99   if(fHistos) delete fHistos;
 100 }
 101
 102 //_________________________________________________________
 103 void AliHFEtofPIDqa::Copy(TObject &o) const {
 104   //
 105   // Make copy
 106   //
 107   AliHFEtofPIDqa &target = dynamic_cast<AliHFEtofPIDqa &>(o);
 108   if(target.fHistos){
 109     delete target.fHistos;
 110     target.fHistos = NULL;
 111   }
 112   if(fHistos) target.fHistos = new AliHFEcollection(*fHistos);
 113 }
 114
 115 //_________________________________________________________
 116 Long64_t AliHFEtofPIDqa::Merge(TCollection *coll){
 117   //
 118   // Merge with other objects
 119   //
 120   if(!coll) return 0;
 121   if(coll->IsEmpty()) return 1;
 122
 123   TIter it(coll);
 124   AliHFEtofPIDqa *refQA = NULL;
 125   TObject *o = NULL;
 126   Long64_t count = 0;
 127   TList listHistos;
 128   while((o = it())){
 129     refQA = dynamic_cast<AliHFEtofPIDqa *>(o);
 130     if(!refQA) continue;
 131
 132     listHistos.Add(refQA->fHistos);
 133     count++;
 134   }
 135   fHistos->Merge(&listHistos);
 136   return count + 1;
 137 }
 138
 139 //_________________________________________________________
 140 void AliHFEtofPIDqa::Initialize(){
 141   //
 142   // Define Histograms
 143   //
 144
 145   fHistos = new AliHFEcollection("tofqahistos", "Collection of TOF QA histograms");
 146
 147   // Make common binning
 148   const Int_t kPIDbins = AliPID::kSPECIES + 1;
 149   const Int_t kSteps = 2;
 150   const Int_t kCentralityBins = 11;
 151   const Double_t kMinPID = -1;
 152   const Double_t kMinP = 0.;
 153   const Double_t kMaxPID = (Double_t)AliPID::kSPECIES;
 154   const Double_t kMaxP = 20.;
 155   // Quantities where one can switch between low and high resolution
 156   Int_t kPbins = fQAmanager->HasHighResolutionHistos() ?  1000 : 100;
 157   Int_t kSigmaBins = fQAmanager->HasHighResolutionHistos() ? 1400 : 140;
 158
 159   // 1st histogram: TOF sigmas: (species, p nsigma, step)
 160   Int_t nBinsSigma[5] = {kPIDbins, kPbins, kSigmaBins, kSteps, kCentralityBins};
 161   Double_t minSigma[5] = {kMinPID, kMinP, -12., 0, 0};
 162   Double_t maxSigma[5] = {kMaxPID, kMaxP, 12., 2., 11.};
 163   fHistos->CreateTHnSparse("tofnSigma", "TOF signal; species; p [GeV/c]; TOF signal [a.u.]; Selection Step; Centrality", 5, nBinsSigma, minSigma, maxSigma);
 164
 165   // 3rd histogram: TPC sigmas to the electron line: (species, p nsigma, step - only filled if apriori PID information available)
 166   fHistos->CreateTHnSparse("tofMonitorTPC", "TPC signal; species; p [GeV/c]; TPC signal [a.u.]; Selection Step; Centrality", 5, nBinsSigma, minSigma, maxSigma);
 167 }
 168
 169 //_________________________________________________________
 170 void AliHFEtofPIDqa::ProcessTrack(const AliHFEpidObject *track, AliHFEdetPIDqa::EStep_t step){
 171   //
 172   // Fill TPC histograms
 173   //
 174   //AliHFEpidObject::AnalysisType_t anatype = track->IsESDanalysis() ? AliHFEpidObject::kESDanalysis : AliHFEpidObject::kAODanalysis;
 175   AliHFEpidObject::AnalysisType_t anatype = track->IsESDanalysis() ? AliHFEpidObject::kESDanalysis : AliHFEpidObject::kAODanalysis;
 176
 177   Float_t centrality = track->GetCentrality();
 178   Int_t species = track->GetAbInitioPID();
 179   if(species >= AliPID::kSPECIES) species = -1;
 180
 181   AliDebug(1, Form("Monitoring particle of type %d for step %d", species, step));
 182   AliHFEpidTOF *tofpid= dynamic_cast<AliHFEpidTOF *>(fQAmanager->GetDetectorPID(AliHFEpid::kTOFpid));
 183   AliHFEpidTRD *trdpid= dynamic_cast<AliHFEpidTRD *>(fQAmanager->GetDetectorPID(AliHFEpid::kTRDpid));
 184
 185   const AliPIDResponse *pidResponse = tofpid ? tofpid->GetPIDResponse() : NULL;
 186   Double_t contentSignal[5];
 187   contentSignal[0] = species;
 188   contentSignal[1] = track->GetRecTrack()->P();
 189   contentSignal[2] = pidResponse ? pidResponse->NumberOfSigmasTOF(track->GetRecTrack(), AliPID::kElectron): 0.;
 190   contentSignal[3] = step;
 191   contentSignal[4] = centrality;
 192   fHistos->Fill("tofnSigma", contentSignal);
 193   //if(species > -1){
 194   contentSignal[1] =trdpid ? trdpid->GetP(track->GetRecTrack(), anatype) : 0.;
 195   contentSignal[2] = pidResponse ? pidResponse->NumberOfSigmasTPC(track->GetRecTrack(), AliPID::kElectron) : 0.;
 196     fHistos->Fill("tofMonitorTPC", contentSignal);
 197   //}
 198 }
 199
 200 //_________________________________________________________
 201 TH2 *AliHFEtofPIDqa::MakeTPCspectrumNsigma(AliHFEdetPIDqa::EStep_t step, Int_t species, Int_t centralityClass){
 202   //
 203   // Get the TPC control histogram for the TRD selection step (either before or after PID)
 204   //
 205   THnSparseF *histo = dynamic_cast<THnSparseF *>(fHistos->Get("tofMonitorTPC"));
 206   if(!histo){
 207     AliError("QA histogram monitoring TPC nSigma not available");
 208     return NULL;
 209   }
 210   if(species > -1 && species < AliPID::kSPECIES){
 211     // cut on species (if available)
 212     histo->GetAxis(0)->SetRange(species + 2, species + 2); // undef + underflow
 213   }
 214   TString centname, centtitle;
 215   Bool_t hasCentralityInfo = kTRUE;
 216   if(centralityClass > -1){
 217     if(histo->GetNdimensions() < 5){
 218       AliError("Centrality Information not available");
 219       centname = centtitle = "MinBias";
 220       hasCentralityInfo = kFALSE;
 221     } else {
 222       // Project centrality classes
 223       // -1 is Min. Bias
 224       histo->GetAxis(4)->SetRange(centralityClass+1, centralityClass+1);
 225       centname = Form("Cent%d", centralityClass);
 226       centtitle = Form("Centrality %d", centralityClass);
 227     }
 228   } else {
 229     histo->GetAxis(4)->SetRange(1, histo->GetAxis(4)->GetNbins()-1);
 230     centname = centtitle = "MinBias";
 231     hasCentralityInfo = kTRUE;
 232   }
 233   histo->GetAxis(3)->SetRange(step + 1, step + 1);
 234
 235   TH2 *hSpec = histo->Projection(2, 1);
 236   // construct title and name
 237   TString stepname = step == AliHFEdetPIDqa::kBeforePID ? "before" : "after";
 238   TString speciesname = species > -1 && species < AliPID::kSPECIES ? AliPID::ParticleName(species) : "all Particles";
 239   TString specID = species > -1 && species < AliPID::kSPECIES ? AliPID::ParticleName(species) : "unid";
 240   TString histname = Form("hSigmaTPC%s%s%s", specID.Data(), stepname.Data(), centname.Data());
 241   TString histtitle = Form("TPC Sigma for %s %s PID %s", speciesname.Data(), stepname.Data(), centtitle.Data());
 242   hSpec->SetName(histname.Data());
 243   hSpec->SetTitle(histtitle.Data());
 244
 245   // Unset range on the original histogram
 246   histo->GetAxis(0)->SetRange(0, histo->GetAxis(0)->GetNbins());
 247   histo->GetAxis(3)->SetRange(0, histo->GetAxis(3)->GetNbins());
 248   if(hasCentralityInfo)histo->GetAxis(4)->SetRange(0, histo->GetAxis(4)->GetNbins());
 249   return hSpec;
 250 }
 251
 252 //_________________________________________________________
 253 TH2 *AliHFEtofPIDqa::MakeSpectrumNSigma(AliHFEdetPIDqa::EStep_t istep, Int_t species){
 254   //
 255   // Plot the Spectrum
 256   //
 257   THnSparseF *hSignal = dynamic_cast<THnSparseF *>(fHistos->Get("tofnSigma"));
 258   if(!hSignal) return NULL;
 259   hSignal->GetAxis(3)->SetRange(istep + 1, istep + 1);
 260   if(species >= 0 && species < AliPID::kSPECIES)
 261     hSignal->GetAxis(0)->SetRange(2 + species, 2 + species);
 262   TH2 *hTmp = hSignal->Projection(2,1);
 263   TString hname = Form("hTOFsigma%s", istep == AliHFEdetPIDqa::kBeforePID ? "before" : "after"),
 264           htitle = Form("Time-of-flight spectrum[#sigma] %s selection", istep == AliHFEdetPIDqa::kBeforePID ? "before" : "after");
 265   if(species > -1){
 266     hname += AliPID::ParticleName(species);
 267     htitle += Form(" for %ss", AliPID::ParticleName(species));
 268   }
 269   hTmp->SetName(hname.Data());
 270   hTmp->SetTitle(htitle.Data());
 271   hTmp->SetStats(kFALSE);
 272   hTmp->GetXaxis()->SetTitle("p [GeV/c]");
 273   hTmp->GetYaxis()->SetTitle("TOF time|_{el} - expected time|_{el} [#sigma]");
 274   hSignal->GetAxis(3)->SetRange(0, hSignal->GetAxis(3)->GetNbins());
 275   hSignal->GetAxis(0)->SetRange(0, hSignal->GetAxis(0)->GetNbins());
 276   return hTmp;
 277 }
 278
 279 //_________________________________________________________
 280 TH1 *AliHFEtofPIDqa::GetHistogram(const char *name){
 281   //
 282   // Get the histogram
 283   //
 284   if(!fHistos) return NULL;
 285   TObject *histo = fHistos->Get(name);
 286   if(!histo->InheritsFrom("TH1")) return NULL;
 287   return dynamic_cast<TH1 *>(histo);
 288 }
 289