RICH/AliRICHReconstructor.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 #include "AliRICHReconstructor.h" //class header
  17 #include "AliRICH.h"              //Reconstruct(...)
  18 #include <AliRawReader.h>         //Reconstruct(...)
  19 #include <AliRun.h>               //ConvertDigits uses gAlice
  20 #include <AliESD.h>               //RichAna()
  21 #include <AliStack.h>             //RichAna()
  22 #include <TFile.h>                //RichAna()
  23 #include <TFile.h>                //RichAna()
  24 #include <TParticle.h>            //RichAna()
  25 #include <TH1F.h>                 //CluQA()
  26 #include <TH2F.h>                 //CluQA()
  27 #include <TCanvas.h>              //CluQA()
  28 #include <TNtupleD.h>             //CheckPR()
  29 ClassImp(AliRICHReconstructor)
  30
  31 //__________________________________________________________________________________________________
  32 void AliRICHReconstructor::CluQA(AliRunLoader *pAL)
  33 {
  34 // Quality assesment plots for clusters.
  35 // This methode takes list of digits and form list of clusters again in order to
  36 // calculate cluster shape and cluster particle mixture
  37   AliLoader *pRL=pAL->GetDetectorLoader("RICH");  AliRICH *pRich=(AliRICH*)pAL->GetAliRun()->GetDetector("RICH");//get pointers for RICH and RICH loader
  38   Int_t iNevt=pAL->GetNumberOfEvents();  if(iNevt==0)             {AliInfoClass("No events");return;}
  39                                          if(pRL->LoadDigits())    {AliInfoClass("No digits file");return;}
  40                                             pAL->LoadHeader();
  41                                             pAL->LoadKinematics();
  42 //                                            AliStack *pStack=pAL->Stack();
  43   TH1::AddDirectory(kFALSE);
  44
  45   TH1F *pN   =new TH1F("RichCluPerEvt"  ,"Number of clusters per event;number" ,100                    ,0  ,99                                                        );
  46   TH1F* pQ   =new TH1F("RichCluQdc"     ,"Cluster QDC;q [QDC]"                 ,4000 ,0  ,4000                                    );
  47   TH1F* pS   =new TH1F("RichCluSize"    ,"Cluster size;size"                   ,100                    ,0  ,100                                                       );
  48   TH2F* pM   =new TH2F("RichCluMap"     ,"Cluster map;x [cm];y [cm]"           ,1000                   ,0  ,AliRICHParam::PcSizeX()   ,1000,0,AliRICHParam::PcSizeY() );
  49
  50   TH1F* pMipQ=new TH1F("RichCluMipQdc"  ,"MIP QDC;q [QDC]"                     ,4000 ,0  ,4000                                    );
  51   TH1F* pMipS=new TH1F("RichCluMipSize" ,"MIP size;size"                       ,100                    ,0  ,100                                                       );
  52   TH2F* pMipM=new TH2F("RichCluMipMap"  ,"MIP map;x [cm];y [cm]"               ,1000                   ,0  ,AliRICHParam::PcSizeX()   ,1000,0,AliRICHParam::PcSizeY() );
  53
  54   TH1F* pCerQ=new TH1F("RichCluCerQdc"  ,"Ckov QDC;q [QDC]"                    ,4000 ,0  ,4000                                    );
  55   TH1F* pCerS=new TH1F("RichCluCerSize" ,"Ckov size;size"                      ,100                    ,0  ,100                                                       );
  56   TH2F* pCerM=new TH2F("RichCluCerMap"  ,"Ckov map;x [cm];y [cm]"              ,1000                   ,0  ,AliRICHParam::PcSizeX()   ,1000,0,AliRICHParam::PcSizeY() );
  57
  58   TH1F* pFeeQ=new TH1F("RichCluFeeQdc"  ,"Fee QDC;q [QDC]"                     ,4000 ,0  ,4000);
  59   TH1F* pFeeS=new TH1F("RichCluFeeSize" ,"Fee size;size"                       ,100                    ,0  ,100                                                       );
  60   TH2F* pFeeM=new TH2F("RichCluFeeMap"  ,"Fee map;x [cm];y [cm]"               ,1000                   ,0  ,AliRICHParam::PcSizeX()   ,1000,0,AliRICHParam::PcSizeY() );
  61
  62
  63   TClonesArray *pCluLst=new TClonesArray("AliRICHCluster");//tmp list of clusters
  64
  65   for(Int_t iEvtN=0; iEvtN<iNevt; iEvtN++){
  66     pAL->GetEvent(iEvtN);
  67     pRL->TreeD()->GetEntry(0);
  68     for(Int_t iChN=1;iChN<=7;iChN++){//chambers loop
  69       if(pRich->Digs(iChN)->GetEntriesFast()>0) Dig2Clu(pRich->Digs(iChN),pCluLst,kFALSE);//cluster finder for the current chamber if any digits present
  70     }//chambers loop
  71
  72     pCluLst->Print();
  73     for(Int_t iCluN=0 ; iCluN < pCluLst->GetEntriesFast() ; iCluN++){
  74       AliRICHCluster *pClu = (AliRICHCluster*)pCluLst->At(iCluN);
  75       Int_t iNckov=0,iNfee=0,iNmip=0;
  76                                              pQ   ->Fill(pClu->Q()) ; pS   ->Fill(pClu->Size()) ; pM    ->Fill(pClu->X(),pClu->Y()); //all clusters
  77       if(iNckov!=0 && iNfee==0 && iNmip==0) {pCerQ->Fill(pClu->Q()) ; pCerS->Fill(pClu->Size()) ; pCerM ->Fill(pClu->X(),pClu->Y());}//ckov only cluster
  78       if(iNckov==0 && iNfee!=0 && iNmip==0) {pFeeQ->Fill(pClu->Q()) ; pFeeS->Fill(pClu->Size()) ; pFeeM ->Fill(pClu->X(),pClu->Y());}//feed only cluster
  79       if(iNckov==0 && iNfee==0 && iNmip!=0) {pMipQ->Fill(pClu->Q()) ; pMipS->Fill(pClu->Size()) ; pMipM ->Fill(pClu->X(),pClu->Y());}//mip only cluster
  80
  81     }//clusters loop
  82   }//events loop
  83
  84   pRL->UnloadDigits(); pAL->UnloadKinematics(); pAL->UnloadHeader();
  85   TCanvas *pC=new TCanvas("RichCluQA",Form("QA for cluster from %i events",iNevt),1000,900); pC->Divide(3,3);
  86   pC->cd(1); pN->Draw();          pC->cd(2); pQ->Draw();          pC->cd(3); pS->Draw();
  87   pC->cd(4); pN->Draw();          pC->cd(5); pMipQ->Draw();       pC->cd(6); pMipS->Draw();
  88   pC->cd(7); pN->Draw();          pC->cd(8); pCerQ->Draw();       pC->cd(9); pCerS->Draw();
  89 }//CluQA()
  90 //__________________________________________________________________________________________________
  91 void AliRICHReconstructor::CheckPR()
  92 {
  93 //Pattern recognition with stack particles
  94   TFile *pFile = new TFile("$(HOME)/RPR.root","RECREATE","RICH Pattern Recognition");
  95   TNtupleD *hn = new TNtupleD("hn","ntuple","Pmod:Charge:TrackTheta:TrackPhi:TrackX:TrackY:MinX:MinY:ChargeMIP:ThetaCerenkov:NPhotons:MipIndex:Chamber:Particle");
  96 //  printf("\n\n");
  97 //  printf("Pattern Recognition done for event %5i",0);
  98   AliRICH *pRich=((AliRICH*)gAlice->GetDetector("RICH"));
  99   AliMagF * magf = gAlice->Field();
 100   AliTracker::SetFieldMap(magf,kTRUE);
 101   for(Int_t iEvtN=0;iEvtN<pRich->GetLoader()->GetRunLoader()->GetNumberOfEvents();iEvtN++) {
 102     pRich->GetLoader()->GetRunLoader()->GetEvent(iEvtN);
 103     AliRICHTracker *tr = new AliRICHTracker();
 104     tr->RecWithStack(hn);
 105     AliInfoClass(Form("Pattern Recognition done for event %i \b",iEvtN));
 106 //    printf("\b\b\b\b\b%5i",iEvtN+1);
 107   }
 108   printf("\n\n");
 109   pFile->Write();pFile->Close();
 110 }
 111 //__________________________________________________________________________________________________
 112 void AliRICHReconstructor::Dig2Clu(TClonesArray *pDigLst,TClonesArray *pCluLst,Bool_t isTryUnfold)
 113 {
 114 //Finds all clusters for a given digits list provided not empty. Currently digits list is a list of all digits for a single chamber.
 115 //If pStack not 0 then also finds Ckov-Fee-Mip composition for formed clusters.
 116 //Puts all found clusters in the given clusters list.
 117 //Arguments: pDigLst     - list of digits provided not empty
 118 //           pCluLst     - list of clusters, provided empty
 119 //           isTryUnfold - flag to choose between CoG and Mathieson fitting
 120 //  Returns: none
 121   TMatrixF digMap(1,AliRICHParam::NpadsX(),1,AliRICHParam::NpadsY());  digMap=(Float_t)-1; //digit map for one chamber reseted to -1
 122   for(Int_t iDigN=0 ; iDigN < pDigLst->GetEntriesFast() ; iDigN++){                        //digits loop to fill digits map
 123     AliRICHDigit *pDig= (AliRICHDigit*)pDigLst->At(iDigN);                                   //get current digit
 124     digMap( pDig->PadX(), pDig->PadY() )=iDigN;                                              //fill the map, (padx,pady) cell takes digit number
 125   }                                                                                        //digits loop to fill digits map
 126
 127   AliRICHCluster clu;                                                                      //tmp cluster to be used as current
 128
 129   for(Int_t iDigN=0;iDigN<pDigLst->GetEntriesFast();iDigN++){                              //digits loop to form clusters list
 130     AliRICHDigit *pDig=(AliRICHDigit*)pDigLst->At(iDigN);                                  //take current digit
 131     if(!(pDig=UseDig(pDig->PadX(),pDig->PadY(),pDigLst,&digMap))) continue;                //this digit is already taken in FormClu(), go after next digit
 132     FormClu(&clu,pDig,pDigLst,&digMap);                                                    //form cluster starting from this digit by recursion
 133     clu.Solve(pCluLst,isTryUnfold);                                                        //solve this cluster and add all unfolded clusters to provided list
 134     clu.Reset();                                                                           //empty current cluster
 135   }                                                                                        //digits loop to form clusters list
 136 }//Dig2Clu()
 137 //__________________________________________________________________________________________________
 138 void  AliRICHReconstructor::FormClu(AliRICHCluster *pClu,AliRICHDigit *pDig,TClonesArray *pDigLst,TMatrixF *pDigMap)
 139 {
 140 //Forms the initial cluster as a sum of all adjascent digits. Starts from the given digit
 141 //then calls itself recursevly  for all neighbours.
 142 //Arguments: pClu - pointer to cluster being formed
 143 //  Returns: none
 144   pClu->DigAdd(pDig);//take this digit in cluster
 145
 146   Int_t x[4],y[4];
 147
 148   Int_t iNnei=AliRICHParam::PadNeighbours(pDig->PadX(),pDig->PadY(),x,y);//returns in x,y all possible neighbours of the given padx,pady
 149   for (Int_t i=0;i<iNnei;i++)
 150     if((pDig=UseDig(x[i],y[i],pDigLst,pDigMap))) FormClu(pClu,pDig,pDigLst,pDigMap);   //check if this neighbour hit and mark it as taken
 151 }//FormClu()
 152 //__________________________________________________________________________________________________
 153 void AliRICHReconstructor::Reconstruct(AliRunLoader *pAL)const
 154 {
 155 //Invoked  by AliReconstruction to convert digits to clusters i.e. reconstruct simulated data
 156 //Arguments: pAL - ALICE run loader pointer
 157 //  Returns: none
 158   AliDebug(1,"Start.");
 159   AliLoader *pRL=pAL->GetDetectorLoader("RICH");  AliRICH *pRich=(AliRICH*)pAL->GetAliRun()->GetDetector("RICH");//get pointers for RICH and RICH loader
 160   pRL->LoadDigits();
 161
 162   for(Int_t iEvtN=0;iEvtN<pAL->GetNumberOfEvents();iEvtN++){//events loop
 163     pAL->GetEvent(iEvtN++); AliDebug(1,Form("Processing event %i...",iEvtN)); //switch current directory to next event
 164     pRL->TreeD()->GetEntry(0);  pRL->MakeTree("R");  pRich->MakeBranch("R");  //load digits to memory  and create branches for clusters
 165     for(Int_t iChN=1;iChN<=7;iChN++){//chambers loop
 166       if(pRich->Digs(iChN)->GetEntriesFast()>0) Dig2Clu(pRich->Digs(iChN),pRich->Clus(iChN));//cluster finder for the current chamber if any digits present
 167     }//chambers loop
 168     pRL->TreeR()->Fill();            //fill tree for current event
 169     pRL->WriteRecPoints("OVERWRITE");//write out clusters for current event
 170     pRich->DigReset(); pRich->CluReset();
 171   }//events loop
 172
 173   pRL->UnloadDigits();
 174   pRL->UnloadRecPoints();
 175
 176   AliDebug(1,"Stop.");
 177 }//Reconstruct(for simulated digits)
 178 //__________________________________________________________________________________________________
 179 void AliRICHReconstructor::Reconstruct(AliRunLoader *pAL,AliRawReader* pRR)const
 180 {
 181 //Invoked  by AliReconstruction to convert raw digits from DDL files to clusters
 182 //Arguments: pAL - ALICE run loader pointer
 183 //           pRR - ALICE raw reader pointer
 184 //  Returns: none
 185   AliLoader *pRL=pAL->GetDetectorLoader("RICH");  AliRICH *pRich=(AliRICH*)pAL->GetAliRun()->GetDetector("RICH");//get pointers for RICH and RICH loader
 186
 187   AliRICHDigit dig; //tmp digit, raw digit will be converted to it
 188   TClonesArray *pDigList=new TClonesArray("AliRICHDigit"); Int_t iDigCnt=0; //tmp list of digits for single chamber only
 189
 190   Int_t iEvtN=0;
 191   while(pRR->NextEvent()){//events loop
 192     pAL->GetEvent(iEvtN++);
 193     pRL->MakeTree("R");  pRich->MakeBranch("R");
 194
 195     for(Int_t iChN=1;iChN<=7;iChN++){//chambers loop
 196       pRR->Select(AliRICHDigit::kRichRawId,2*iChN-2,2*iChN-1);//select only DDL files for the current chamber
 197       UInt_t w32=0;
 198       while(pRR->ReadNextInt(w32)){//raw records loop (in selected DDL files)
 199         UInt_t ddl=pRR->GetDDLID(); //returns 0,1,2 ... 13
 200         dig.Raw2Dig(ddl,w32);
 201         AliDebug(1,Form("Ch=%i DDL=%i raw=0x%x digit=(%3i,%3i,%3i,%3i) Q=%5.2f",iChN,ddl,w32,dig.C(),dig.S(),dig.PadX(),dig.PadY(),dig.Qdc()));
 202         new((*pDigList)[iDigCnt++]) AliRICHDigit(dig); //add this digit to the tmp list
 203       }//raw records loop
 204       if(iDigCnt) Dig2Clu(pDigList,pRich->Clus(iChN));//cluster finder for the current chamber if any digits present
 205       pRR->Reset();
 206       pDigList->Delete();  iDigCnt=0;//clean up list of digits for the current chamber
 207     }//chambers loop
 208     pRL->TreeR()->Fill();            //fill tree for current event
 209     pRL->WriteRecPoints("OVERWRITE");//write out clusters for current event
 210     pRich->CluReset();
 211   }//events loop
 212   pRL->UnloadRecPoints();
 213 }//Reconstruct raw data
 214 //__________________________________________________________________________________________________
 215 void AliRICHReconstructor::RichAna(Int_t iNevMin,Int_t iNevMax,Bool_t askPatRec)
 216 {
 217   TFile *pFile=TFile::Open("AliESDs.root","read");
 218   if(!pFile || !pFile->IsOpen()) {AliInfoClass("ESD file not open.");return;}      //open AliESDs.root
 219   TTree *pTree = (TTree*) pFile->Get("esdTree");
 220   if(!pTree){AliInfoClass("ESD not found.");return;}                               //get ESD tree
 221   AliInfoClass("ESD found. Go ahead!");
 222
 223   AliRICH *pRich=((AliRICH*)gAlice->GetDetector("RICH"));
 224
 225   AliMagF * magf = gAlice->Field();
 226   AliTracker::SetFieldMap(magf,kTRUE);
 227   pRich->GetLoader()->GetRunLoader()->LoadHeader();
 228   pRich->GetLoader()->GetRunLoader()->LoadKinematics();
 229   TString var1 = "Pmod:Charge:TrackTheta:TrackPhi:MinX:MinY:ThetaCerenkov:NPhotons:";
 230   TString var2 = "ChargeMIP:Chamber:TOF:LengthTOF:prob1:prob2:prob3:";
 231   TString var3 = "ErrPar1:ErrPar2:ErrPar3:Th1:Th2:Th3:nPhotBKG:pdgCode";
 232   TString varList = var1+var2+var3;
 233
 234   Double_t dx,dy;
 235   Double_t hnvec[30];
 236
 237 //  TFile *pFileRA = new TFile("$(HOME)/RichAna.root","RECREATE","RICH Pattern Recognition");
 238   TFile *pFileRA = new TFile("./RichAna.root","RECREATE","RICH Pattern Recognition");
 239   TNtupleD *hn = new TNtupleD("hn","ntuple",varList);
 240   if(iNevMin<0) iNevMin=0;
 241   if(iNevMin>iNevMax) {iNevMin=0;iNevMax=0;}
 242   if(iNevMax==0) iNevMax=999999;
 243   if(pRich->GetLoader()->GetRunLoader()->GetNumberOfEvents()<iNevMax) iNevMax = pRich->GetLoader()->GetRunLoader()->GetNumberOfEvents();
 244   AliESD *pESD=new AliESD;  pTree->SetBranchAddress("ESD", &pESD);
 245   for(Int_t iEvtN=iNevMin;iEvtN<iNevMax;iEvtN++) {
 246     pTree->GetEvent(iEvtN);
 247     pRich->GetLoader()->GetRunLoader()->GetEvent(iEvtN);
 248     pRich->GetLoader()->LoadRecPoints();
 249     pRich->GetLoader()->TreeR()->GetEntry(0);
 250     AliStack *pStack = pRich->GetLoader()->GetRunLoader()->Stack();
 251 //Pattern recognition started
 252     if(pESD->GetNumberOfTracks()) {
 253       Int_t iNtracks=pESD->GetNumberOfTracks();
 254       AliInfoClass(Form("Start with %i tracks",iNtracks));
 255       for(Int_t iTrackN=0;iTrackN<iNtracks;iTrackN++){//ESD tracks loop
 256         if(iTrackN%100==0)AliInfoClass(Form("Track %i to be processed",iTrackN));
 257         AliRICHTracker *pTrRich = new AliRICHTracker();
 258         if(askPatRec==kTRUE) pTrRich->PropagateBack(pESD);
 259         AliESDtrack *pTrack = pESD->GetTrack(iTrackN);// get next reconstructed track
 260
 261         Int_t lab=TMath::Abs(pTrack->GetLabel());
 262         TParticle *pPart=pStack->Particle(lab);
 263         Int_t code=pPart->GetPdgCode();
 264
 265         pTrack->GetRICHdxdy(dx,dy);
 266         hnvec[0]=pTrack->GetP();
 267         hnvec[1]=pTrack->GetSign();
 268 //  cout << " Track momentum " << pTrack->GetP() << " charge " << pTrack->GetSign() << endl;
 269
 270         pTrack->GetRICHthetaPhi(hnvec[2],hnvec[3]);
 271         pTrack->GetRICHdxdy(hnvec[4],hnvec[5]);
 272         hnvec[6]=pTrack->GetRICHsignal();
 273         hnvec[7]=pTrack->GetRICHnclusters();
 274         hnvec[9]=pTrack->GetRICHcluster()/1000000;
 275         hnvec[8]=pTrack->GetRICHcluster()-hnvec[9]*1000000;
 276         hnvec[10]=pTrack->GetTOFsignal();
 277         hnvec[11]=pTrack->GetIntegratedLength();
 278         Double_t prob[5];
 279         pTrack->GetRICHpid(prob);
 280         hnvec[12]=prob[0]+prob[1]+prob[2];
 281         hnvec[13]=prob[3];
 282         hnvec[14]=prob[4];
 283         hnvec[15]=pTrRich->fErrPar[2];
 284         hnvec[16]=pTrRich->fErrPar[3];
 285         hnvec[17]=pTrRich->fErrPar[4];
 286         for(Int_t i=0;i<3;i++) {
 287           Double_t mass = AliRICHParam::fgMass[i+2];
 288           Double_t refIndex=AliRICHParam::Instance()->IdxC6F14(AliRICHParam::EckovMean());
 289           Double_t cosThetaTh = TMath::Sqrt(mass*mass+pTrack->GetP()*pTrack->GetP())/(refIndex*pTrack->GetP());
 290           hnvec[18+i]=0;
 291           if(cosThetaTh>=1) continue;
 292           hnvec[18+i]= TMath::ACos(cosThetaTh);
 293         }
 294 //        if(askPatRec==kTRUE) hnvec[21]=pTrRich->fnPhotBKG; else hnvec[21]=0;
 295         hnvec[22]=code;
 296         hn->Fill(hnvec);
 297       }
 298     }
 299     AliInfoClass(Form("Pattern Recognition done for event %i",iEvtN));
 300   }
 301   pFileRA->Write();pFileRA->Close();// close RichAna.root
 302   delete pESD;  pFile->Close();//close AliESDs.root
 303 }//RichAna()
 304 //__________________________________________________________________________________________________
 305 void AliRICHReconstructor::Test(Bool_t isTryUnfold)
 306 {
 307 // Test the cluster finding algorithm by providing predifined set of digits
 308 // Arguments: none
 309 //   Returns: none
 310   TClonesArray *pDigTst=new TClonesArray("AliRICHDigit");       TClonesArray *pCluTst=new TClonesArray("AliRICHCluster");
 311   Int_t iDigCnt=0;
 312   Int_t c,padx,pady,qdc;
 313 //ckov cluster
 314   new((*pDigTst)[iDigCnt++]) AliRICHDigit(c=1,padx= 89,pady=13,qdc= 10);
 315   new((*pDigTst)[iDigCnt++]) AliRICHDigit(c=1,padx= 90,pady=13,qdc=  7);
 316   new((*pDigTst)[iDigCnt++]) AliRICHDigit(c=1,padx= 90,pady=12,qdc=  6);
 317   new((*pDigTst)[iDigCnt++]) AliRICHDigit(c=1,padx= 91,pady=12,qdc=  7);
 318 //mip cluster
 319   new((*pDigTst)[iDigCnt++]) AliRICHDigit(c=1,padx= 99,pady=21,qdc=  9);
 320   new((*pDigTst)[iDigCnt++]) AliRICHDigit(c=1,padx= 99,pady=22,qdc= 26);
 321   new((*pDigTst)[iDigCnt++]) AliRICHDigit(c=1,padx=100,pady=21,qdc= 39);
 322   new((*pDigTst)[iDigCnt++]) AliRICHDigit(c=1,padx=100,pady=22,qdc=109);
 323   new((*pDigTst)[iDigCnt++]) AliRICHDigit(c=1,padx=100,pady=23,qdc=  7);
 324   new((*pDigTst)[iDigCnt++]) AliRICHDigit(c=1,padx=101,pady=22,qdc= 11);
 325
 326   pDigTst->Print("","Initial digit:");
 327   Dig2Clu(pDigTst,pCluTst,isTryUnfold);
 328   pCluTst->Print("","Solved cluster:");
 329   delete pDigTst; delete pCluTst;
 330 }//Test()
 331 //__________________________________________________________________________________________________