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- New methods added to AliAnalysisAlien:
[u/mrichter/AliRoot.git] / STEER / AliESDtrack.h
1 #ifndef ALIESDTRACK_H
2 #define ALIESDTRACK_H
3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
5
6 /* $Id$ */
7
8 //-------------------------------------------------------------------------
9 //                          Class AliESDtrack
10 //   This is the class to deal with during the physics analysis of data
11 //      
12 //         Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch 
13 //-------------------------------------------------------------------------
14 /*****************************************************************************
15  *  Use GetExternalParameters() and GetExternalCovariance() to access the    *
16  *      track information regardless of its internal representation.         *
17  * This formation is now fixed in the following way:                         *
18  *      external param0:   local Y-coordinate of a track (cm)                *
19  *      external param1:   local Z-coordinate of a track (cm)                *
20  *      external param2:   local sine of the track momentum azimuthal angle  *
21  *      external param3:   tangent of the track momentum dip angle           *
22  *      external param4:   1/pt (1/(GeV/c))                                  *
23  *                                                                           *
24  * The Get*Label() getters return the label of the associated MC particle.   *
25  * The absolute value of this label is the index of the particle within the  *
26  * MC stack. If the label is negative, this track was assigned a certain     *
27  * number of clusters that did not in fact belong to this track.             *
28  *****************************************************************************/
29
30 #include <TBits.h>
31 #include "AliExternalTrackParam.h"
32 #include "AliVTrack.h"
33 #include "AliPID.h"
34 #include "AliESDfriendTrack.h"
35
36 class TParticle;
37 class AliESDVertex;
38 class AliKalmanTrack;
39 class AliTrackPointArray;
40 class TPolyMarker3D;
41
42 class AliESDtrack : public AliExternalTrackParam {
43 public:
44   enum {
45     kITSin=0x0001,kITSout=0x0002,kITSrefit=0x0004,kITSpid=0x0008,
46     kTPCin=0x0010,kTPCout=0x0020,kTPCrefit=0x0040,kTPCpid=0x0080,
47     kTRDin=0x0100,kTRDout=0x0200,kTRDrefit=0x0400,kTRDpid=0x0800,
48     kTOFin=0x1000,kTOFout=0x2000,kTOFrefit=0x4000,kTOFpid=0x8000,
49     kHMPIDout=0x10000,kHMPIDpid=0x20000,
50     kEMCALmatch=0x40000,
51     kTRDbackup=0x80000,
52     kTRDStop=0x20000000,
53     kESDpid=0x40000000,
54     kTIME=0x80000000,
55     kGlobalMerge=0x08000000
56   }; 
57   enum {
58     kTRDnPlanes = 6,
59     kEMCALNoMatch = -4096
60   };
61   AliESDtrack();
62   AliESDtrack(const AliESDtrack& track);
63   AliESDtrack(const AliVTrack* track);
64   AliESDtrack(TParticle * part);
65   virtual ~AliESDtrack();
66   virtual void Copy(TObject &obj) const;
67   const AliESDfriendTrack *GetFriendTrack() const {return fFriendTrack;}
68   void SetFriendTrack(const AliESDfriendTrack *t) {
69     delete fFriendTrack; fFriendTrack=new AliESDfriendTrack(*t);
70   }
71   void ReleaseESDfriendTrack() { delete fFriendTrack;  fFriendTrack=0; }
72   void AddCalibObject(TObject * object);     // add calib object to the list
73   TObject *  GetCalibObject(Int_t index);    // return calib objct at given position
74   void MakeMiniESDtrack();
75   void SetID(Int_t id) { fID =id;}
76   Int_t GetID() const { return fID;}
77   void SetStatus(ULong_t flags) {fFlags|=flags;}
78   void ResetStatus(ULong_t flags) {fFlags&=~flags;}
79   Bool_t UpdateTrackParams(const AliKalmanTrack *t, ULong_t flags);
80   void SetIntegratedLength(Double_t l) {fTrackLength=l;}
81   void SetIntegratedTimes(const Double_t *times);
82   void SetESDpid(const Double_t *p);
83   void GetESDpid(Double_t *p) const;
84   virtual const Double_t *PID() const { return fR; }
85
86   Bool_t IsOn(Int_t mask) const {return (fFlags&mask)>0;}
87   ULong_t GetStatus() const {return fFlags;}
88   Int_t GetLabel() const {return fLabel;}
89   void SetLabel(Int_t label) {fLabel = label;}
90
91   void GetExternalParameters(Double_t &x, Double_t p[5]) const;
92   void GetExternalCovariance(Double_t cov[15]) const;
93
94   Double_t GetIntegratedLength() const {return fTrackLength;}
95   void GetIntegratedTimes(Double_t *times) const;
96   Double_t GetMass() const;
97   Double_t M() const { return GetMass(); }
98   Double_t E() const;
99   Double_t Y() const;
100
101   Bool_t GetConstrainedPxPyPz(Double_t *p) const {
102     if (!fCp) return kFALSE;
103     return fCp->GetPxPyPz(p);
104   }
105   Bool_t GetConstrainedXYZ(Double_t *r) const {
106     if (!fCp) return kFALSE;
107     return fCp->GetXYZ(r);
108   }
109   const AliExternalTrackParam *GetConstrainedParam() const {return fCp;}
110   Bool_t GetConstrainedExternalParameters
111               (Double_t &alpha, Double_t &x, Double_t p[5]) const;
112   Bool_t GetConstrainedExternalCovariance(Double_t cov[15]) const;
113   Double_t GetConstrainedChi2() const {return fCchi2;}
114   //
115   
116   // global track chi2
117   void SetGlobalChi2(Double_t chi2) {fGlobalChi2 = chi2;}
118   Double_t GetGlobalChi2() const {return fGlobalChi2;}
119
120   Bool_t GetInnerPxPyPz(Double_t *p) const {
121     if (!fIp) return kFALSE;
122     return fIp->GetPxPyPz(p);
123   }
124   const AliExternalTrackParam * GetInnerParam() const { return fIp;}
125   const AliExternalTrackParam * GetTPCInnerParam() const {return fTPCInner;}
126   Bool_t FillTPCOnlyTrack(AliESDtrack &track);
127   Bool_t GetInnerXYZ(Double_t *r) const {
128     if (!fIp) return kFALSE;
129     return fIp->GetXYZ(r);
130   }
131   Bool_t GetInnerExternalParameters
132         (Double_t &alpha, Double_t &x, Double_t p[5]) const;
133   Bool_t GetInnerExternalCovariance(Double_t cov[15]) const;
134  
135   void SetOuterParam(const AliExternalTrackParam *p, ULong_t flags);
136
137   const AliExternalTrackParam * GetOuterParam() const { return fOp;}
138   Bool_t GetOuterPxPyPz(Double_t *p) const {
139     if (!fOp) return kFALSE;
140     return fOp->GetPxPyPz(p);
141   }
142   Bool_t GetOuterXYZ(Double_t *r) const {
143     if (!fOp) return kFALSE;
144     return fOp->GetXYZ(r);
145   }
146   Bool_t GetOuterExternalParameters
147         (Double_t &alpha, Double_t &x, Double_t p[5]) const;
148   Bool_t GetOuterExternalCovariance(Double_t cov[15]) const;
149
150
151   Int_t GetNcls(Int_t idet) const;
152   Int_t GetClusters(Int_t idet, Int_t *idx) const;
153  
154   void    SetITSpid(const Double_t *p);
155   void    GetITSpid(Double_t *p) const;
156   Double_t GetITSsignal() const {return fITSsignal;}
157   Double_t GetITSchi2() const {return fITSchi2;}
158   Char_t   GetITSclusters(Int_t *idx) const;
159   UChar_t GetITSClusterMap() const {return fITSClusterMap;}
160   void    SetITSModuleIndex(Int_t ilayer,Int_t idx) {fITSModule[ilayer]=idx;}
161   Int_t   GetITSModuleIndex(Int_t ilayer) const {return fITSModule[ilayer];}
162   Bool_t  GetITSModuleIndexInfo(Int_t ilayer,Int_t &idet,Int_t &status,
163                                 Float_t &xloc,Float_t &zloc) const;
164   Int_t   GetITSLabel() const {return fITSLabel;}
165   void    SetITStrack(AliKalmanTrack * track){
166      fFriendTrack->SetITStrack(track);
167   }
168   AliKalmanTrack *GetITStrack(){
169      return fFriendTrack->GetITStrack();
170   }
171   Bool_t  HasPointOnITSLayer(Int_t i) const {return TESTBIT(fITSClusterMap,i);}
172
173   void    SetTPCpid(const Double_t *p);
174   void    GetTPCpid(Double_t *p) const;
175   void    SetTPCPoints(Float_t points[4]){
176      for (Int_t i=0;i<4;i++) fTPCPoints[i]=points[i];
177   }
178   void    SetTPCPointsF(UChar_t  findable){fTPCnclsF = findable;}
179   UShort_t   GetTPCNcls() const { return fTPCncls;}
180   UShort_t   GetTPCNclsF() const { return fTPCnclsF;}
181   Double_t GetTPCPoints(Int_t i) const {return fTPCPoints[i];}
182   void    SetKinkIndexes(Int_t points[3]) {
183      for (Int_t i=0;i<3;i++) fKinkIndexes[i] = points[i];
184   }
185   void    SetV0Indexes(Int_t points[3]) {
186      for (Int_t i=0;i<3;i++) fV0Indexes[i] = points[i];
187   }
188   void    SetTPCsignal(Float_t signal, Float_t sigma, UChar_t npoints){ 
189      fTPCsignal = signal; fTPCsignalS = sigma; fTPCsignalN = npoints;
190   }
191   Double_t GetTPCsignal() const {return fTPCsignal;}
192   Double_t GetTPCsignalSigma() const {return fTPCsignalS;}
193   UShort_t GetTPCsignalN() const {return fTPCsignalN;}
194   Double_t GetTPCchi2() const {return fTPCchi2;}
195   UShort_t   GetTPCclusters(Int_t *idx) const;
196   Double_t GetTPCdensity(Int_t row0, Int_t row1) const;
197   Int_t   GetTPCLabel() const {return fTPCLabel;}
198   Int_t   GetKinkIndex(Int_t i) const { return fKinkIndexes[i];}
199   Int_t   GetV0Index(Int_t i) const { return fV0Indexes[i];}
200   const TBits& GetTPCClusterMap() const {return fTPCClusterMap;}
201   const TBits& GetTPCSharedMap() const {return fTPCSharedMap;}
202   void    SetTPCClusterMap(const TBits amap) {fTPCClusterMap = amap;}
203   void    SetTPCSharedMap(const TBits amap) {fTPCSharedMap = amap;}
204
205   void    SetTRDpid(const Double_t *p);
206   
207 // A.Bercuci
208   void    SetTRDntracklets(UChar_t q){fTRDntracklets = q;}
209   UChar_t GetTRDntrackletsPID() const {return (fTRDntracklets>>3)&7;}
210   UChar_t GetTRDntracklets() const {return fTRDntracklets&7;}
211 // end A.Bercuci
212
213   void     SetNumberOfTRDslices(Int_t n);
214   Int_t    GetNumberOfTRDslices() const {return fTRDnSlices/kTRDnPlanes;}
215   void     SetTRDslice(Double_t q, Int_t plane, Int_t slice);
216   Double_t GetTRDslice(Int_t plane, Int_t slice=-1) const;
217         
218   void    SetTRDQuality(Float_t quality){fTRDQuality=quality;}
219   Double_t GetTRDQuality()const {return fTRDQuality;}
220   void    SetTRDBudget(Float_t budget){fTRDBudget=budget;}
221   Double_t GetTRDBudget()const {return fTRDBudget;}
222
223   void    SetTRDTimBin(Int_t timbin, Int_t i) {fTRDTimBin[i]=timbin;}
224   void    GetTRDpid(Double_t *p) const;
225   Double_t GetTRDsignal() const {return fTRDsignal;}
226
227   Char_t   GetTRDTimBin(Int_t i) const {return fTRDTimBin[i];}
228   Double_t GetTRDchi2() const {return fTRDchi2;}
229   UChar_t   GetTRDclusters(Int_t *idx) const;
230   UChar_t   GetTRDncls() const {return fTRDncls;}
231   UChar_t   GetTRDncls0() const {return fTRDncls0;}
232   UChar_t   GetTRDtracklets(Int_t *idx) const;
233   void    SetTRDpid(Int_t iSpecies, Float_t p);
234   Double_t GetTRDpid(Int_t iSpecies) const;
235   Int_t   GetTRDLabel() const {return fTRDLabel;}
236
237   void    SetTRDtrack(AliKalmanTrack * track){
238      fFriendTrack->SetTRDtrack(track);
239   }
240   AliKalmanTrack *GetTRDtrack(){
241      return fFriendTrack->GetTRDtrack();
242   }
243
244   void    SetTOFsignal(Double_t tof) {fTOFsignal=tof;}
245   Double_t GetTOFsignal() const {return fTOFsignal;}
246   void    SetTOFsignalToT(Double_t ToT) {fTOFsignalToT=ToT;}
247   Double_t GetTOFsignalToT() const {return fTOFsignalToT;}
248   void    SetTOFsignalRaw(Double_t tof) {fTOFsignalRaw=tof;}
249   Double_t GetTOFsignalRaw() const {return fTOFsignalRaw;}
250   void    SetTOFsignalDz(Double_t dz) {fTOFsignalDz=dz;}
251   Double_t GetTOFsignalDz() const {return fTOFsignalDz;}
252   Double_t GetTOFchi2() const {return fTOFchi2;}
253   void    SetTOFpid(const Double_t *p);
254   void    SetTOFLabel(const Int_t *p);
255   void    GetTOFpid(Double_t *p) const;
256   void    GetTOFLabel(Int_t *p) const;
257   void    GetTOFInfo(Float_t *info) const;
258   void    SetTOFInfo(Float_t *info);
259   Int_t   GetTOFCalChannel() const {return fTOFCalChannel;}
260   Int_t   GetTOFcluster() const {return fTOFindex;}
261   void    SetTOFcluster(Int_t index) {fTOFindex=index;}
262   void    SetTOFCalChannel(Int_t index) {fTOFCalChannel=index;}
263
264 // HMPID methodes +++++++++++++++++++++++++++++++++ (kir)
265   void    SetHMPIDsignal(Double_t theta) {fHMPIDsignal=theta;}
266   Double_t GetHMPIDsignal() const {return fHMPIDsignal;}
267   void    SetHMPIDpid(const Double_t *p);
268   void    GetHMPIDpid(Double_t *p) const;  
269   void    SetHMPIDchi2(Double_t chi2) {fHMPIDchi2=chi2;}
270   Double_t GetHMPIDchi2() const {return fHMPIDchi2;}
271   void    SetHMPIDcluIdx(Int_t ch,Int_t idx) {fHMPIDcluIdx=ch*1000000+idx;}
272   Int_t   GetHMPIDcluIdx() const {return fHMPIDcluIdx;}
273   void    SetHMPIDtrk(Float_t  x, Float_t  y, Float_t  th, Float_t  ph) {
274      fHMPIDtrkX=x; fHMPIDtrkY=y; fHMPIDtrkTheta=th; fHMPIDtrkPhi=ph;
275   }
276   void    GetHMPIDtrk(Float_t &x, Float_t &y, Float_t &th, Float_t &ph) const {
277      x=fHMPIDtrkX; y=fHMPIDtrkY; th=fHMPIDtrkTheta; ph=fHMPIDtrkPhi;
278   }
279   void    SetHMPIDmip(Float_t  x, Float_t  y, Int_t q, Int_t nph=0) {
280      fHMPIDmipX=x; fHMPIDmipY=y; fHMPIDqn=1000000*nph+q;
281   }
282   void    GetHMPIDmip(Float_t &x,Float_t &y,Int_t &q,Int_t &nph) const {
283      x=fHMPIDmipX; y=fHMPIDmipY; q=fHMPIDqn%1000000; nph=fHMPIDqn/1000000;
284   }
285   Bool_t  IsHMPID() const {return fFlags&kHMPIDpid;}
286
287
288   Int_t GetEMCALcluster() {return fEMCALindex;}
289   void SetEMCALcluster(Int_t index) {fEMCALindex=index;}
290   Bool_t IsEMCAL() const {return fFlags&kEMCALmatch;}
291
292   void SetTrackPointArray(AliTrackPointArray *points) {
293     fFriendTrack->SetTrackPointArray(points);
294   }
295   const AliTrackPointArray *GetTrackPointArray() const {
296     return fFriendTrack->GetTrackPointArray(); 
297   }
298   Bool_t RelateToVertexTPC(const AliESDVertex *vtx, Double_t b, Double_t maxd,
299                            AliExternalTrackParam *cParam=0);
300   void GetImpactParametersTPC(Float_t &xy,Float_t &z) const {xy=fdTPC; z=fzTPC;}
301   void GetImpactParametersTPC(Float_t p[2], Float_t cov[3]) const {
302     p[0]=fdTPC; p[1]=fzTPC; cov[0]=fCddTPC; cov[1]=fCdzTPC; cov[2]=fCzzTPC;
303   }
304   Double_t GetConstrainedChi2TPC() const {return fCchi2TPC;}
305
306   Bool_t RelateToVertex(const AliESDVertex *vtx, Double_t b, Double_t maxd,
307                         AliExternalTrackParam *cParam=0);
308   void GetImpactParameters(Float_t &xy,Float_t &z) const {xy=fD; z=fZ;}
309   void GetImpactParameters(Float_t p[2], Float_t cov[3]) const {
310     p[0]=fD; p[1]=fZ; cov[0]=fCdd; cov[1]=fCdz; cov[2]=fCzz;
311   }
312   virtual void Print(Option_t * opt) const ; 
313   //
314   // visualization (M. Ivanov)
315   //
316   void FillPolymarker(TPolyMarker3D *pol, Float_t magf, Float_t minR, Float_t maxR, Float_t stepR);
317
318 protected:
319   
320   AliExternalTrackParam *fCp; // Track parameters constrained to the primary vertex
321   AliExternalTrackParam *fIp; // Track parameters estimated at the inner wall of TPC
322   AliExternalTrackParam *fTPCInner; // Track parameters estimated at the inner wall of TPC using the TPC stand-alone 
323   AliExternalTrackParam *fOp; // Track parameters estimated at the point of maximal radial coordinate reached during the tracking
324   AliESDfriendTrack *fFriendTrack; //! All the complementary information
325
326   TBits    fTPCClusterMap; // Map of clusters, one bit per padrow; 1 if has a cluster on given padrow
327   TBits    fTPCSharedMap;  // Map of clusters, one bit per padrow; 1 if has a shared cluster on given padrow
328
329
330
331   ULong_t   fFlags;          // Reconstruction status flags 
332   Int_t     fID;             // Unique ID of the track
333   Int_t     fLabel;          // Track label
334   Int_t     fITSLabel;       // label according ITS
335   Int_t     fITSModule[12];  // modules crossed by the track in the ITS 
336   Int_t     fTPCLabel;       // label according TPC
337   Int_t     fTRDLabel;       // label according TRD
338   Int_t     fTOFLabel[3];    // TOF label 
339   Int_t     fTOFCalChannel;  // Channel Index of the TOF Signal 
340   Int_t     fTOFindex;       // index of the assigned TOF cluster
341   Int_t     fHMPIDqn;         // 1000000*number of photon clusters + QDC
342   Int_t     fHMPIDcluIdx;     // 1000000*chamber id + cluster idx of the assigned MIP cluster
343   Int_t     fEMCALindex;     // index of associated EMCAL cluster (AliESDCaloCluster)
344
345
346   Int_t     fKinkIndexes[3]; // array of indexes of posible kink candidates 
347   Int_t     fV0Indexes[3];   // array of indexes of posible kink candidates 
348
349   Double32_t   fR[AliPID::kSPECIES]; //[0.,0.,8] combined "detector response probability"
350   Double32_t   fITSr[AliPID::kSPECIES]; //[0.,0.,8] "detector response probabilities" (for the PID)
351   Double32_t   fTPCr[AliPID::kSPECIES]; //[0.,0.,8] "detector response probabilities" (for the PID)
352   Double32_t   fTRDr[AliPID::kSPECIES]; //[0.,0.,8] "detector response probabilities" (for the PID)  
353   Double32_t   fTOFr[AliPID::kSPECIES]; //[0.,0.,8] "detector response probabilities" (for the PID)
354   Double32_t   fHMPIDr[AliPID::kSPECIES];//[0.,0.,8] "detector response probabilities" (for the PID)
355
356   Double32_t fHMPIDtrkTheta;//[-2*pi,2*pi,16] theta of the track extrapolated to the HMPID, LORS
357   // how much of this is needed?
358   Double32_t fHMPIDtrkPhi;     //[-2*pi,2*pi,16] phi of the track extrapolated to the HMPID, LORS
359   Double32_t fHMPIDsignal;  // HMPID PID signal (Theta ckov, rad)
360
361   Double32_t   fTrackTime[AliPID::kSPECIES]; // TOFs estimated by the tracking
362   Double32_t   fTrackLength;   // Track length
363
364   Double32_t   fdTPC;          // TPC-only impact parameter in XY plane
365   Double32_t   fzTPC;          // TPC-only impact parameter in Z
366   Double32_t   fCddTPC,fCdzTPC,fCzzTPC; // Covariance matrix of the TPC-only impact parameters 
367   Double32_t   fCchi2TPC;      // [0.,0.,8] TPC-only chi2 at the primary vertex
368
369   Double32_t   fD;             // Impact parameter in XY plane
370   Double32_t   fZ;             // Impact parameter in Z
371   Double32_t   fCdd,fCdz,fCzz; // Covariance matrix of the impact parameters 
372   Double32_t   fCchi2;          // [0.,0.,8] chi2 at the primary vertex
373
374   Double32_t   fITSchi2;        // [0.,0.,8] chi2 in the ITS
375   Double32_t   fTPCchi2;        // [0.,0.,8] chi2 in the TPC
376   Double32_t   fTRDchi2;        // [0.,0.,8] chi2 in the TRD
377   Double32_t   fTOFchi2;        // [0.,0.,8] chi2 in the TOF
378   Double32_t fHMPIDchi2;        // [0.,0.,8] chi2 in the HMPID
379
380   Double32_t fGlobalChi2;       // [0.,0.,8] chi2 of the global track
381
382   Double32_t  fITSsignal;     // [0.,0.,10] detector's PID signal
383   Double32_t  fTPCsignal;     // [0.,0.,10] detector's PID signal
384   Double32_t  fTPCsignalS;    // [0.,0.,10] RMS of dEdx measurement
385   Double32_t  fTPCPoints[4];  // [0.,0.,10] TPC points -first, max. dens, last and max density
386
387   Double32_t fTRDsignal;      // detector's PID signal
388   Double32_t fTRDQuality;     // trd quality factor for TOF
389   Double32_t fTRDBudget;      // trd material budget
390
391   Double32_t fTOFsignal;      // detector's PID signal
392   Double32_t fTOFsignalToT;   // detector's ToT signal
393   Double32_t fTOFsignalRaw;   // detector's uncorrected time signal
394   Double32_t fTOFsignalDz;    // local z  of track's impact on the TOF pad 
395   Double32_t fTOFInfo[10];    //! TOF informations
396
397   Double32_t fHMPIDtrkX;       // x of the track impact, LORS 
398   Double32_t fHMPIDtrkY;       // y of the track impact, LORS 
399   Double32_t fHMPIDmipX;       // x of the MIP in LORS
400   Double32_t fHMPIDmipY;       // y of the MIP in LORS
401
402
403   UShort_t fTPCncls;       // number of clusters assigned in the TPC
404   UShort_t fTPCnclsF;      // number of findable clusters in the TPC
405   UShort_t fTPCsignalN;    // number of points used for dEdx
406
407   Char_t  fITSncls;        // number of clusters assigned in the ITS
408   UChar_t fITSClusterMap;  // map of clusters, one bit per a layer
409   UChar_t fTRDncls;        // number of clusters assigned in the TRD
410   UChar_t fTRDncls0;       // number of clusters assigned in the TRD before first material cross
411   UChar_t fTRDntracklets;  // number of TRD tracklets used for tracking/PID
412
413   Int_t fTRDnSlices;     // number of slices used for PID in the TRD
414   Double32_t *fTRDslices;  //[fTRDnSlices] 
415
416   Char_t  fTRDTimBin[kTRDnPlanes];   // Time bin of Max cluster from all six planes
417
418  private:
419
420   AliESDtrack & operator=(const AliESDtrack & );
421   ClassDef(AliESDtrack,48)  //ESDtrack 
422 };
423
424 #endif 
425