STEER/AliMCEvent.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //-------------------------------------------------------------------------
  19 //     Class for Kinematic Events
  20 //     Author: Andreas Morsch, CERN
  21 //-------------------------------------------------------------------------
  22 #include <TArrow.h>
  23 #include <TMarker.h>
  24 #include <TH2F.h>
  25 #include <TTree.h>
  26 #include <TFile.h>
  27 #include <TParticle.h>
  28 #include <TClonesArray.h>
  29 #include <TRefArray.h>
  30
  31 #include "AliLog.h"
  32 #include "AliMCEvent.h"
  33 #include "AliStack.h"
  34 #include "AliTrackReference.h"
  35 #include "AliHeader.h"
  36 #include "AliGenEventHeader.h"
  37
  38
  39 AliMCEvent::AliMCEvent():
  40     AliVEvent(),
  41     fStack(0),
  42     fMCParticles(new TClonesArray("AliMCParticle",1000)),
  43     fMCParticleMap(0),
  44     fHeader(0),
  45     fTRBuffer(0),
  46     fTrackReferences(new TClonesArray("AliTrackReference", 1000)),
  47     fTreeTR(0),
  48     fTmpTreeTR(0),
  49     fTmpFileTR(0),
  50     fNprimaries(-1),
  51     fNparticles(-1)
  52 {
  53     // Default constructor
  54 }
  55
  56 AliMCEvent::AliMCEvent(const AliMCEvent& mcEvnt) :
  57     AliVEvent(mcEvnt),
  58     fStack(0),
  59     fMCParticles(0),
  60     fMCParticleMap(0),
  61     fHeader(0),
  62     fTRBuffer(0),
  63     fTrackReferences(0),
  64     fTreeTR(0),
  65     fTmpTreeTR(0),
  66     fTmpFileTR(0),
  67     fNprimaries(-1),
  68     fNparticles(-1)
  69 {
  70 // Copy constructor
  71 }
  72
  73
  74 AliMCEvent& AliMCEvent::operator=(const AliMCEvent& mcEvnt)
  75 {
  76     // assignment operator
  77     if (this!=&mcEvnt) {
  78         AliVEvent::operator=(mcEvnt);
  79     }
  80
  81     return *this;
  82 }
  83
  84 void AliMCEvent::ConnectTreeE (TTree* tree)
  85 {
  86     // Connect the event header tree
  87     tree->SetBranchAddress("Header", &fHeader);
  88 }
  89
  90 void AliMCEvent::ConnectTreeK (TTree* tree)
  91 {
  92     // Connect the kinematics tree to the stack
  93     fStack = fHeader->Stack();
  94     fStack->ConnectTree(tree);
  95     //
  96     // Load the event
  97     fStack->GetEvent();
  98     fNparticles = fStack->GetNtrack();
  99     fNprimaries = fStack->GetNprimary();
 100     AliInfo(Form("AliMCEvent: Number of particles: %5d (all) %5d (primaries)\n",
 101                  fNparticles, fNprimaries));
 102
 103     // This is a cache for the TParticles converted to MCParticles on user request
 104     if (fMCParticleMap) {
 105         fMCParticleMap->Clear();
 106         if (fNparticles>0) fMCParticleMap->Expand(fNparticles);}
 107     else
 108         fMCParticleMap = new TRefArray(fNparticles);
 109
 110 }
 111
 112 void AliMCEvent::ConnectTreeTR (TTree* tree)
 113 {
 114     // Connect the track reference tree
 115     fTreeTR = tree;
 116
 117     if (fTreeTR->GetBranch("AliRun")) {
 118         if (fTmpFileTR) {
 119             fTmpFileTR->Close();
 120             delete fTmpFileTR;
 121         }
 122         // This is an old format with one branch per detector not in synch with TreeK
 123         ReorderAndExpandTreeTR();
 124     } else {
 125         // New format
 126         fTreeTR->SetBranchAddress("TrackReferences", &fTRBuffer);
 127     }
 128 }
 129
 130 Int_t AliMCEvent::GetParticleAndTR(Int_t i, TParticle*& particle, TClonesArray*& trefs)
 131 {
 132     // Retrieve entry i
 133     if (i < 0 || i >= fNparticles) {
 134         AliWarning(Form("AliMCEventHandler::GetEntry: Index out of range"));
 135         particle = 0;
 136         trefs    = 0;
 137         return (-1);
 138     }
 139     particle = fStack->Particle(i);
 140     if (fTreeTR) {
 141         fTreeTR->GetEntry(fStack->TreeKEntry(i));
 142         trefs    = fTRBuffer;
 143         return trefs->GetEntries();
 144     } else {
 145         trefs = 0;
 146         return -1;
 147     }
 148 }
 149
 150
 151 void AliMCEvent::Clean()
 152 {
 153     // Clean-up before new trees are connected
 154
 155     if (fHeader) {
 156         delete fHeader;
 157         fHeader = 0;
 158     }
 159
 160     delete fStack;
 161
 162     // Clear TR
 163     if (fTRBuffer) {
 164         fTRBuffer->Clear();
 165         delete fTRBuffer;
 166         fTRBuffer = 0;
 167     }
 168 }
 169
 170 void AliMCEvent::FinishEvent()
 171 {
 172     // Clean-up after event
 173      fStack->Reset(0);
 174      fMCParticles->Clear();
 175      fTrackReferences->Clear();
 176 }
 177
 178
 179
 180 void AliMCEvent::DrawCheck(Int_t i, Int_t search)
 181 {
 182     //
 183     // Simple event display for debugging
 184     if (!fTreeTR) {
 185         AliWarning("No Track Reference information available");
 186         return;
 187     }
 188
 189     if (i > -1 && i < fNparticles) {
 190         fTreeTR->GetEntry(fStack->TreeKEntry(i));
 191     } else {
 192         AliWarning("AliMCEvent::GetEntry: Index out of range");
 193     }
 194
 195     Int_t nh = fTRBuffer->GetEntries();
 196
 197
 198     if (search) {
 199         while(nh <= search && i < fNparticles - 1) {
 200             i++;
 201             fTreeTR->GetEntry(fStack->TreeKEntry(i));
 202             nh =  fTRBuffer->GetEntries();
 203         }
 204         printf("Found Hits at %5d\n", i);
 205     }
 206     TParticle* particle = fStack->Particle(i);
 207
 208     TH2F*    h = new TH2F("", "", 100, -500, 500, 100, -500, 500);
 209     Float_t x0 = particle->Vx();
 210     Float_t y0 = particle->Vy();
 211
 212     Float_t x1 = particle->Vx() + particle->Px() * 50.;
 213     Float_t y1 = particle->Vy() + particle->Py() * 50.;
 214
 215     TArrow*  a = new TArrow(x0, y0, x1, y1, 0.01);
 216     h->Draw();
 217     a->SetLineColor(2);
 218
 219     a->Draw();
 220
 221     for (Int_t ih = 0; ih < nh; ih++) {
 222         AliTrackReference* ref = (AliTrackReference*) fTRBuffer->At(ih);
 223         TMarker* m = new TMarker(ref->X(), ref->Y(), 20);
 224         m->Draw();
 225         m->SetMarkerSize(0.4);
 226
 227     }
 228 }
 229
 230
 231 void AliMCEvent::ReorderAndExpandTreeTR()
 232 {
 233 //
 234 //  Reorder and expand the track reference tree in order to match the kinematics tree.
 235 //  Copy the information from different branches into one
 236 //
 237 //  TreeTR
 238
 239     fTmpFileTR = new TFile("TrackRefsTmp.root", "recreate");
 240     fTmpTreeTR = new TTree("TreeTR", "TrackReferences");
 241     if (!fTRBuffer)  fTRBuffer = new TClonesArray("AliTrackReference", 100);
 242     fTmpTreeTR->Branch("TrackReferences", "TClonesArray", &fTRBuffer, 32000, 0);
 243
 244
 245 //
 246 //  Activate the used branches only. Otherwisw we get a bad memory leak.
 247     fTreeTR->SetBranchStatus("*",        0);
 248     fTreeTR->SetBranchStatus("AliRun.*", 1);
 249     fTreeTR->SetBranchStatus("ITS.*",    1);
 250     fTreeTR->SetBranchStatus("TPC.*",    1);
 251     fTreeTR->SetBranchStatus("TRD.*",    1);
 252     fTreeTR->SetBranchStatus("TOF.*",    1);
 253     fTreeTR->SetBranchStatus("FRAME.*",  1);
 254     fTreeTR->SetBranchStatus("MUON.*",   1);
 255 //
 256 //  Connect the active branches
 257     TClonesArray* trefs[7];
 258     for (Int_t i = 0; i < 7; i++) trefs[i] = 0;
 259     if (fTreeTR){
 260         // make branch for central track references
 261         if (fTreeTR->GetBranch("AliRun")) fTreeTR->SetBranchAddress("AliRun", &trefs[0]);
 262         if (fTreeTR->GetBranch("ITS"))    fTreeTR->SetBranchAddress("ITS",    &trefs[1]);
 263         if (fTreeTR->GetBranch("TPC"))    fTreeTR->SetBranchAddress("TPC",    &trefs[2]);
 264         if (fTreeTR->GetBranch("TRD"))    fTreeTR->SetBranchAddress("TRD",    &trefs[3]);
 265         if (fTreeTR->GetBranch("TOF"))    fTreeTR->SetBranchAddress("TOF",    &trefs[4]);
 266         if (fTreeTR->GetBranch("FRAME"))  fTreeTR->SetBranchAddress("FRAME",  &trefs[5]);
 267         if (fTreeTR->GetBranch("MUON"))   fTreeTR->SetBranchAddress("MUON",   &trefs[6]);
 268     }
 269
 270     Int_t np = fStack->GetNprimary();
 271     Int_t nt = fTreeTR->GetEntries();
 272
 273     //
 274     // Loop over tracks and find the secondaries with the help of the kine tree
 275     Int_t ifills = 0;
 276     Int_t it     = 0;
 277     Int_t itlast = 0;
 278     TParticle* part;
 279
 280     for (Int_t ip = np - 1; ip > -1; ip--) {
 281         part = fStack->Particle(ip);
 282 //      printf("Particle %5d %5d %5d %5d %5d %5d \n",
 283 //             ip, part->GetPdgCode(), part->GetFirstMother(), part->GetFirstDaughter(),
 284 //             part->GetLastDaughter(), part->TestBit(kTransportBit));
 285
 286         // Determine range of secondaries produced by this primary during transport
 287         Int_t dau1  = part->GetFirstDaughter();
 288         if (dau1 < np) continue;  // This particle has no secondaries produced during transport
 289         Int_t dau2  = -1;
 290         if (dau1 > -1) {
 291             Int_t inext = ip - 1;
 292             while (dau2 < 0) {
 293                 if (inext >= 0) {
 294                     part = fStack->Particle(inext);
 295                     dau2 =  part->GetFirstDaughter();
 296                     if (dau2 == -1 || dau2 < np) {
 297                         dau2 = -1;
 298                     } else {
 299                         dau2--;
 300                     }
 301                 } else {
 302                     dau2 = fStack->GetNtrack() - 1;
 303                 }
 304                 inext--;
 305             } // find upper bound
 306         }  // dau2 < 0
 307
 308
 309 //      printf("Check (1) %5d %5d %5d %5d %5d \n", ip, np, it, dau1, dau2);
 310 //
 311 // Loop over reference hits and find secondary label
 312 // First the tricky part: find the entry in treeTR than contains the hits or
 313 // make sure that no hits exist.
 314 //
 315         Bool_t hasHits   = kFALSE;
 316         Bool_t isOutside = kFALSE;
 317
 318         it = itlast;
 319         while (!hasHits && !isOutside && it < nt) {
 320             fTreeTR->GetEntry(it++);
 321             for (Int_t ib = 0; ib < 7; ib++) {
 322                 if (!trefs[ib]) continue;
 323                 Int_t nh = trefs[ib]->GetEntries();
 324                 for (Int_t ih = 0; ih < nh; ih++) {
 325                     AliTrackReference* tr = (AliTrackReference*) trefs[ib]->At(ih);
 326                     Int_t label = tr->Label();
 327                     if (label >= dau1 && label <= dau2) {
 328                         hasHits = kTRUE;
 329                         itlast = it - 1;
 330                         break;
 331                     }
 332                     if (label > dau2 || label < ip) {
 333                         isOutside = kTRUE;
 334                         itlast = it - 1;
 335                         break;
 336                     }
 337                 } // hits
 338                 if (hasHits || isOutside) break;
 339             } // branches
 340         } // entries
 341
 342         if (!hasHits) {
 343             // Write empty entries
 344             for (Int_t id = dau1; (id <= dau2); id++) {
 345                 fTmpTreeTR->Fill();
 346                 ifills++;
 347             }
 348         } else {
 349             // Collect all hits
 350             fTreeTR->GetEntry(itlast);
 351             for (Int_t id = dau1; (id <= dau2) && (dau1 > -1); id++) {
 352                 for (Int_t ib = 0; ib < 7; ib++) {
 353                     if (!trefs[ib]) continue;
 354                     Int_t nh = trefs[ib]->GetEntries();
 355                     for (Int_t ih = 0; ih < nh; ih++) {
 356                         AliTrackReference* tr = (AliTrackReference*) trefs[ib]->At(ih);
 357                         Int_t label = tr->Label();
 358                         // Skip primaries
 359                         if (label == ip) continue;
 360                         if (label > dau2 || label < dau1)
 361                             printf("AliMCEventHandler::Track Reference Label out of range !: %5d %5d %5d %5d \n",
 362                                    itlast, label, dau1, dau2);
 363                         if (label == id) {
 364                             // secondary found
 365                             tr->SetDetectorId(ib-1);
 366                             Int_t nref =  fTRBuffer->GetEntriesFast();
 367                             TClonesArray &lref = *fTRBuffer;
 368                             new(lref[nref]) AliTrackReference(*tr);
 369                         }
 370                     } // hits
 371                 } // branches
 372                 fTmpTreeTR->Fill();
 373                 fTRBuffer->Clear();
 374                 ifills++;
 375             } // daughters
 376         } // has hits
 377     } // tracks
 378
 379     //
 380     // Now loop again and write the primaries
 381     //
 382     it = nt - 1;
 383     for (Int_t ip = 0; ip < np; ip++) {
 384         Int_t labmax = -1;
 385         while (labmax < ip && it > -1) {
 386             fTreeTR->GetEntry(it--);
 387             for (Int_t ib = 0; ib < 7; ib++) {
 388                 if (!trefs[ib]) continue;
 389                 Int_t nh = trefs[ib]->GetEntries();
 390                 //
 391                 // Loop over reference hits and find primary labels
 392                 for (Int_t ih = 0; ih < nh; ih++) {
 393                     AliTrackReference* tr = (AliTrackReference*)  trefs[ib]->At(ih);
 394                     Int_t label = tr->Label();
 395                     if (label < np && label > labmax) {
 396                         labmax = label;
 397                     }
 398
 399                     if (label == ip) {
 400                         tr->SetDetectorId(ib-1);
 401                         Int_t nref = fTRBuffer->GetEntriesFast();
 402                         TClonesArray &lref = *fTRBuffer;
 403                         new(lref[nref]) AliTrackReference(*tr);
 404                     }
 405                 } // hits
 406             } // branches
 407         } // entries
 408         it++;
 409         fTmpTreeTR->Fill();
 410         fTRBuffer->Clear();
 411         ifills++;
 412     } // tracks
 413     // Check
 414
 415
 416     // Clean-up
 417     delete fTreeTR; fTreeTR = 0;
 418
 419     for (Int_t ib = 0; ib < 7; ib++) {
 420         if (trefs[ib]) {
 421             trefs[ib]->Clear();
 422             delete trefs[ib];
 423             trefs[ib] = 0;
 424         }
 425     }
 426
 427     if (ifills != fStack->GetNtrack())
 428         printf("AliMCEvent:Number of entries in TreeTR (%5d) unequal to TreeK (%5d) \n",
 429                ifills, fStack->GetNtrack());
 430
 431     fTmpTreeTR->Write();
 432     fTreeTR = fTmpTreeTR;
 433 }
 434
 435 AliMCParticle* AliMCEvent::GetTrack(Int_t i) const
 436 {
 437     // Get MC Particle i
 438     AliMCParticle *mcParticle = 0;
 439     TParticle     *particle   = 0;
 440     TClonesArray  *trefs      = 0;
 441     Int_t          ntref      = 0;
 442     TRefArray     *rarray     = 0;
 443
 444     // Out of range check
 445     if (i < 0 || i >= fNparticles) {
 446         AliWarning(Form("AliMCEvent::GetEntry: Index out of range"));
 447         mcParticle = 0;
 448         return (mcParticle);
 449     }
 450
 451
 452
 453     //
 454     // First check of the MC Particle has been already cached
 455     if(!fMCParticleMap->At(i)) {
 456         // Get particle from the stack
 457         particle   = fStack->Particle(i);
 458         // Get track references from Tree TR
 459         if (fTreeTR) {
 460             fTreeTR->GetEntry(fStack->TreeKEntry(i));
 461             trefs     = fTRBuffer;
 462             ntref     = trefs->GetEntriesFast();
 463             rarray    = new TRefArray(ntref);
 464             Int_t nen = fTrackReferences->GetEntriesFast();
 465             for (Int_t j = 0; j < ntref; j++) {
 466                 // Save the track references in a TClonesArray
 467                 AliTrackReference* ref = dynamic_cast<AliTrackReference*>((*fTRBuffer)[j]);
 468                 // Save the pointer in a TRefArray
 469                 new ((*fTrackReferences)[nen]) AliTrackReference(*ref);
 470                 rarray->AddAt((*fTrackReferences)[nen], j);
 471                 nen++;
 472             } // loop over track references for entry i
 473         } // if TreeTR available
 474
 475         Int_t nentries = fMCParticles->GetEntriesFast();
 476         new ((*fMCParticles)[nentries]) AliMCParticle(particle, rarray);
 477         mcParticle = dynamic_cast<AliMCParticle*>((*fMCParticles)[nentries]);
 478         fMCParticleMap->AddAt(mcParticle, i);
 479     } else {
 480         mcParticle = dynamic_cast<AliMCParticle*>(fMCParticleMap->At(i));
 481     }
 482
 483     return mcParticle;
 484 }
 485
 486  AliGenEventHeader* AliMCEvent::GenEventHeader() {return (fHeader->GenEventHeader());}
 487
 488 ClassImp(AliMCEvent)