Do not hide variables from the outer scope (Solaris x86)
[u/mrichter/AliRoot.git] / STEER / AliVertexerTracks.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-2003, 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 //-----------------------------------------------------------------
17 //    Implementation of the vertexer from ESD tracks
18 //
19 // Origin: AliITSVertexerTracks
20 //         A.Dainese, Padova, 
21 //         andrea.dainese@pd.infn.it
22 //         M.Masera,  Torino, 
23 //         massimo.masera@to.infn.it
24 // Moved to STEER and adapted to ESD tracks: 
25 //          F.Prino,  Torino, prino@to.infn.it
26 //-----------------------------------------------------------------
27
28 //---- Root headers --------
29 #include <TTree.h>
30 #include <TMatrixD.h>
31 //---- AliRoot headers -----
32 #include "AliStrLine.h"
33 #include "AliVertexerTracks.h"
34 #include "AliESD.h"
35 #include "AliESDtrack.h"
36
37 ClassImp(AliVertexerTracks)
38
39
40 //----------------------------------------------------------------------------
41 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks():
42 TObject(),
43 fVert(),
44 fCurrentVertex(0),
45 fMinTracks(1),
46 fMinITSClusters(5),
47 fTrkArray(),
48 fTrksToSkip(0),
49 fNTrksToSkip(0),
50 fDCAcut(0),
51 fAlgo(1),
52 fNSigma(3),
53 fITSin(kTRUE),
54 fITSrefit(kTRUE),
55 fDebug(0)
56 {
57 //
58 // Default constructor
59 //
60   SetVtxStart();
61   SetVtxStartSigma();
62   SetMinTracks();
63   SetMinITSClusters();
64   SetNSigmad0(); 
65 }
66 //-----------------------------------------------------------------------------
67 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks(Double_t xStart, Double_t yStart):
68 TObject(),
69 fVert(),
70 fCurrentVertex(0),
71 fMinTracks(1),
72 fMinITSClusters(5),
73 fTrkArray(),
74 fTrksToSkip(0),
75 fNTrksToSkip(0),
76 fDCAcut(0),
77 fAlgo(1),
78 fNSigma(3),
79 fITSin(kTRUE),
80 fITSrefit(kTRUE),
81 fDebug(0)
82 {
83 //
84 // Standard constructor
85 //
86   SetVtxStart(xStart,yStart);
87   SetVtxStartSigma();
88   SetMinTracks();
89   SetMinITSClusters();
90   SetNSigmad0(); 
91 }
92 //-----------------------------------------------------------------------------
93 AliVertexerTracks::~AliVertexerTracks() {
94   // Default Destructor
95   // The objects pointed by the following pointer are not owned
96   // by this class and are not deleted
97   fCurrentVertex = 0;
98   delete[] fTrksToSkip;
99 }
100 //----------------------------------------------------------------------------
101 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(const AliESD *esdEvent)
102 {
103 //
104 // Primary vertex for current ESD event
105 // (Two iterations: 
106 //  1st with 5*fNSigma*sigma(pt) cut w.r.t. to initial vertex; 
107 //  2nd with fNSigma*sigma(pt) cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration) 
108 // All ESD tracks with inside the beam pipe are then propagated to found vertex
109 //
110   fCurrentVertex = 0;
111
112   Int_t nTrksTot = (Int_t)esdEvent->GetNumberOfTracks();
113   TTree *trkTree = new TTree("TreeT","tracks");
114   AliESDtrack *esdTrack = 0;
115   trkTree->Branch("tracks","AliESDtrack",&esdTrack);
116
117   Bool_t   skipThis;
118   for(Int_t i=0; i<nTrksTot; i++) {
119     // check tracks to skip
120     skipThis = kFALSE;
121     for(Int_t j=0; j<fNTrksToSkip; j++) { 
122       if(i==fTrksToSkip[j]) {
123         if(fDebug) printf("skipping track: %d\n",i);
124         skipThis = kTRUE;
125       }
126     }
127     AliESDtrack *et = esdEvent->GetTrack(i);
128     esdTrack = new AliESDtrack(*et);
129     if(skipThis) {delete esdTrack;continue;}
130     if(fITSin) {
131       if(!(esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSin)) {delete esdTrack;continue;}
132       if(fITSrefit && !(esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSrefit)) {delete esdTrack;continue;}
133       Int_t nclus=esdTrack->GetNcls(0); // check number of clusters in ITS
134       if(nclus<fMinITSClusters) {delete esdTrack;continue;}
135     }
136     trkTree->Fill();
137     delete esdTrack;
138   }
139  
140
141   // ITERATION 1
142   // propagate tracks to initVertex
143   // preselect them  (reject for |d0|>5*fNSigma*sigma w.r.t. initVertex)
144   Int_t nTrksPrep;
145   nTrksPrep = PrepareTracks(*trkTree,1);
146   if(fDebug) printf(" tracks prepared - step 1: %d\n",nTrksPrep);
147   if(nTrksPrep < fMinTracks) {
148     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
149     TooFewTracks(esdEvent);
150     if(fDebug) fCurrentVertex->PrintStatus();
151     fTrkArray.Delete();
152     delete trkTree;
153     return fCurrentVertex; 
154   }
155
156   if(nTrksPrep==1){
157     if(fDebug) printf("Just one track\n");
158     OneTrackVertFinder();
159   }else{
160   // vertex finder
161     switch (fAlgo) {
162     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
163     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
164     case 3: HelixVertexFinder();          break;
165     case 4: VertexFinder(1);              break;
166     case 5: VertexFinder(0);              break;
167     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;  
168     }
169   }
170   if(fDebug) printf(" vertex finding completed\n");
171
172   // vertex fitter
173   VertexFitter(kTRUE);
174   if(fDebug) printf(" vertex fit completed\n");
175   fTrkArray.Delete();
176   // ITERATION 2
177   // propagate tracks to best between initVertex and fCurrentVertex
178   // preselect tracks (reject for |d0|>fNSigma*sigma w.r.t. best 
179   //                   between initVertex and fCurrentVertex) 
180   nTrksPrep = PrepareTracks(*trkTree,2);
181   delete trkTree;
182   if(fDebug) printf(" tracks prepared - step 2: %d\n",nTrksPrep);
183   if(nTrksPrep < fMinTracks) {
184     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
185     TooFewTracks(esdEvent);
186     if(fDebug) fCurrentVertex->PrintStatus();
187     fTrkArray.Delete();
188     return fCurrentVertex; 
189   }
190
191   // vertex finder
192   if(nTrksPrep==1){
193     if(fDebug) printf("Just one track\n");
194     OneTrackVertFinder();
195   }else{
196     switch (fAlgo) {
197     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
198     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
199     case 3: HelixVertexFinder();          break;
200     case 4: VertexFinder(1);              break;
201     case 5: VertexFinder(0);              break;
202     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;  
203     }
204   }
205   if(fDebug) printf(" vertex finding completed\n");
206
207   // fitter
208   VertexFitter(kTRUE);
209   if(fDebug) printf(" vertex fit completed\n");
210
211
212   // take true pos from ESD
213   Double_t tp[3];
214   esdEvent->GetVertex()->GetTruePos(tp);
215   fCurrentVertex->SetTruePos(tp);
216   if(fNominalCov[0]>1.) {
217     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksNoConstraint");
218   } else {
219     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksWithConstraint");
220   }
221
222   
223   // propagate tracks to found vertex
224   if(TMath::Sqrt(fCurrentVertex->GetXv()*fCurrentVertex->GetXv()+fCurrentVertex->GetYv()*fCurrentVertex->GetYv())<3.) {
225     for(Int_t ii=0; ii<nTrksTot; ii++) {
226       AliESDtrack *et = esdEvent->GetTrack(ii);
227       if(!(et->GetStatus()&AliESDtrack::kITSin)) continue;
228       if(et->GetX()>3.) continue;
229       et->RelateToVertex(fCurrentVertex,GetField(),100.);
230     }
231   } else {
232     AliWarning("Found vertex outside beam pipe!");
233   }
234
235   // set indices of used tracks
236   UShort_t *indices = 0;
237   AliESDtrack *ett = 0;
238   if(fCurrentVertex->GetNContributors()>0) {
239     indices = new UShort_t[fCurrentVertex->GetNContributors()];
240     for(Int_t jj=0;jj<(Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();jj++) {
241       ett = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(jj);
242       indices[jj] = (UShort_t)ett->GetID();
243     }
244     fCurrentVertex->SetIndices(fCurrentVertex->GetNContributors(),indices);
245   }
246   delete [] indices;
247   fTrkArray.Delete();
248
249   if(fTrksToSkip) delete [] fTrksToSkip;
250
251
252   if(fDebug) fCurrentVertex->PrintStatus();
253   if(fDebug) fCurrentVertex->PrintIndices();
254  
255   return fCurrentVertex;
256 }
257 //------------------------------------------------------------------------
258 Double_t AliVertexerTracks::GetDeterminant3X3(Double_t matr[][3]){
259   //
260   Double_t det=matr[0][0]*matr[1][1]*matr[2][2]-matr[0][0]*matr[1][2]*matr[2][1]-matr[0][1]*matr[1][0]*matr[2][2]+matr[0][1]*matr[1][2]*matr[2][0]+matr[0][2]*matr[1][0]*matr[2][1]-matr[0][2]*matr[1][1]*matr[2][0];
261  return det;
262 }
263 //-------------------------------------------------------------------------
264 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t (*m)[3],Double_t *d){
265
266   //
267   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
268   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
269   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
270   Double_t kk=x12*x12+y12*y12+z12*z12;
271   m[0][0]=2-2/kk*x12*x12;
272   m[0][1]=-2/kk*x12*y12;
273   m[0][2]=-2/kk*x12*z12;
274   m[1][0]=-2/kk*x12*y12;
275   m[1][1]=2-2/kk*y12*y12;
276   m[1][2]=-2/kk*y12*z12;
277   m[2][0]=-2/kk*x12*z12;
278   m[2][1]=-2*y12*z12;
279   m[2][2]=2-2/kk*z12*z12;
280   d[0]=2*p0[0]-2/kk*p0[0]*x12*x12-2/kk*p0[2]*x12*z12-2/kk*p0[1]*x12*y12;
281   d[1]=2*p0[1]-2/kk*p0[1]*y12*y12-2/kk*p0[0]*x12*y12-2/kk*p0[2]*z12*y12;
282   d[2]=2*p0[2]-2/kk*p0[2]*z12*z12-2/kk*p0[0]*x12*z12-2/kk*p0[1]*z12*y12;
283
284 }
285 //--------------------------------------------------------------------------  
286 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *sigmasq,Double_t (*m)[3],Double_t *d){
287   //
288   Double_t x12=p1[0]-p0[0];
289   Double_t y12=p1[1]-p0[1];
290   Double_t z12=p1[2]-p0[2];
291
292   Double_t den= x12*x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]+y12*y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]+z12*z12*sigmasq[0]*sigmasq[1];
293
294   Double_t kk= 2*(x12*x12/sigmasq[0]+y12*y12/sigmasq[1]+z12*z12/sigmasq[2]);
295
296   Double_t cc[3];
297   cc[0]=-x12/sigmasq[0];
298   cc[1]=-y12/sigmasq[1];
299   cc[2]=-z12/sigmasq[2];
300
301   Double_t ww=(-p0[0]*x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]-p0[1]*y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]-p0[2]*z12*sigmasq[0]*sigmasq[1])/den;
302
303   Double_t ss= -p0[0]*cc[0]-p0[1]*cc[1]-p0[2]*cc[2];
304
305   Double_t aa[3];
306   aa[0]=x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]/den;
307   aa[1]=y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]/den;
308   aa[2]=z12*sigmasq[0]*sigmasq[1]/den;
309
310   m[0][0]=aa[0]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[0]*aa[0]+2/sigmasq[0];
311   m[0][1]=aa[1]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[1]*aa[0];
312   m[0][2]=aa[2]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[2]*aa[0];
313
314   m[1][0]=aa[0]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[0]*aa[1];
315   m[1][1]=aa[1]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[1]*aa[1]+2/sigmasq[1];
316   m[1][2]=aa[2]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[2]*aa[1];
317
318   m[2][0]=aa[0]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[0]*aa[2];
319   m[2][1]=aa[1]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[1]*aa[2];
320   m[2][2]=aa[2]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[2]*aa[2]+2/sigmasq[2];
321
322   d[0]=-ww*(aa[0]*kk+2*cc[0])-2*ss*aa[0]+2*p0[0]/sigmasq[0];
323   d[1]=-ww*(aa[1]*kk+2*cc[1])-2*ss*aa[1]+2*p0[1]/sigmasq[1];
324   d[2]=-ww*(aa[2]*kk+2*cc[2])-2*ss*aa[2]+2*p0[2]/sigmasq[2];
325
326   }
327 //--------------------------------------------------------------------------   
328 Double_t AliVertexerTracks::GetStrLinMinDist(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *x0){
329   //
330   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
331   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
332   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
333   Double_t x10=p0[0]-x0[0];
334   Double_t y10=p0[1]-x0[1];
335   Double_t z10=p0[2]-x0[2];
336   return ((x10*x10+y10*y10+z10*z10)*(x12*x12+y12*y12+z12*z12)-(x10*x12+y10*y12+z10*z12)*(x10*x12+y10*y12+z10*z12))/(x12*x12+y12*y12+z12*z12);
337 }
338 //---------------------------------------------------------------------------
339 void AliVertexerTracks::OneTrackVertFinder() {
340   // find vertex for events with 1 track, using DCA to nominal beam axis
341   if(fDebug) printf("Number of prepared tracks =%d - Call OneTrackVertFinder",fTrkArray.GetEntries());
342   AliESDtrack *track1;
343   track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(0);
344   Double_t field=GetField();
345   Double_t alpha=track1->GetAlpha();
346   Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
347   Double_t pos[3],dir[3]; 
348   track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
349   track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
350   AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
351   Double_t p1[3]={fNominalPos[0],fNominalPos[1],0.}; 
352   Double_t p2[3]={fNominalPos[0],fNominalPos[1],10.}; 
353   AliStrLine *zeta=new AliStrLine(p1,p2,kTRUE);
354   Double_t crosspoint[3]={0.,0.,0.};
355   Double_t sigma=999.;
356   Int_t nContrib=-1;
357   Int_t retcode = zeta->Cross(line1,crosspoint);
358   if(retcode>=0){
359     sigma=line1->GetDistFromPoint(crosspoint);
360     nContrib=1;
361   }
362   delete zeta;
363   delete line1;
364   fVert.SetXYZ(crosspoint);
365   fVert.SetDispersion(sigma);
366   fVert.SetNContributors(nContrib);  
367 }
368 //---------------------------------------------------------------------------
369 void AliVertexerTracks::HelixVertexFinder() {
370
371   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
372
373
374   Double_t initPos[3];
375   initPos[2] = 0.;
376   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
377   Double_t field=GetField();
378
379   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
380
381   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
382   Double_t averquad[3]={0.,0.,0.};
383   Double_t sigmaquad[3]={0.,0.,0.};
384   Double_t sigma=0;
385   Int_t ncombi = 0;
386   AliESDtrack *track1;
387   AliESDtrack *track2;
388   Double_t distCA;
389   Double_t x, par[5];
390   Double_t alpha, cs, sn;
391   Double_t crosspoint[3];
392   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
393     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
394     
395
396     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
397       track2 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(j);
398
399       distCA=track2->PropagateToDCA(track1,field);
400
401       if(fDCAcut<=0 ||(fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
402         track1->GetExternalParameters(x,par);
403         alpha=track1->GetAlpha();
404         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
405         Double_t x1=x*cs - par[0]*sn;
406         Double_t y1=x*sn + par[0]*cs;
407         Double_t z1=par[1];
408         Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2(); 
409         track2->GetExternalParameters(x,par);
410         alpha=track2->GetAlpha();
411         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
412         Double_t x2=x*cs - par[0]*sn;
413         Double_t y2=x*sn + par[0]*cs;
414         Double_t z2=par[1];
415         Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
416         Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
417         Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
418         Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
419         Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
420         crosspoint[0]=wx1*x1 + wx2*x2; 
421         crosspoint[1]=wy1*y1 + wy2*y2; 
422         crosspoint[2]=wz1*z1 + wz2*z2;
423
424         ncombi++;
425         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
426         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)averquad[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
427       }
428     }
429       
430   }
431   if(ncombi>0){
432     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
433       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
434       averquad[jj]/=ncombi;
435       sigmaquad[jj]=averquad[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
436       sigma+=sigmaquad[jj];
437     }
438     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
439   }
440   else {
441     Warning("HelixVertexFinder","Finder did not succed");
442     sigma=999;
443   }
444   fVert.SetXYZ(initPos);
445   fVert.SetDispersion(sigma);
446   fVert.SetNContributors(ncombi);
447 }
448 //----------------------------------------------------------------------------
449 Int_t AliVertexerTracks::PrepareTracks(TTree &trkTree,Int_t OptImpParCut) {
450 //
451 // Propagate tracks to initial vertex position and store them in a TObjArray
452 //
453   Double_t maxd0rphi = 3.;  
454   Int_t    nTrks    = 0;
455   Double_t sigmaCurr[3];
456   Float_t  d0z0[2],covd0z0[3]; 
457   Double_t sigma;
458   Double_t field=GetField();
459
460   AliESDVertex *initVertex = new AliESDVertex(fNominalPos,fNominalCov,1,1);
461
462   Int_t    nEntries = (Int_t)trkTree.GetEntries();
463   if(!fTrkArray.IsEmpty()) fTrkArray.Delete();
464
465   if(fDebug) {
466     printf(" PrepareTracks()\n");
467   }
468
469   for(Int_t i=0; i<nEntries; i++) {
470     AliESDtrack *track = new AliESDtrack; 
471     trkTree.SetBranchAddress("tracks",&track);
472     trkTree.GetEvent(i);
473
474     // propagate track to vertex
475     if(OptImpParCut==1) { // OptImpParCut==1
476       track->RelateToVertex(initVertex,field,100.);
477     } else {              // OptImpParCut==2
478       fCurrentVertex->GetSigmaXYZ(sigmaCurr);
479       if((sigmaCurr[0]+sigmaCurr[1])<(TMath::Sqrt(fNominalCov[0])+TMath::Sqrt(fNominalCov[2]))) {
480         track->RelateToVertex(fCurrentVertex,field,100.);
481       } else {
482         track->RelateToVertex(initVertex,field,100.);
483       }
484     }
485
486     // select tracks with d0rphi < maxd0rphi
487     track->GetImpactParameters(d0z0,covd0z0);
488     sigma = TMath::Sqrt(covd0z0[0]);
489     maxd0rphi = fNSigma*sigma;
490     if(OptImpParCut==1) maxd0rphi *= 5.;
491
492     if(fDebug) printf("trk %d; lab %d; |d0| = %f;  cut = %f\n",i,track->GetLabel(),TMath::Abs(d0z0[0]),maxd0rphi);
493     if(TMath::Abs(d0z0[0]) > maxd0rphi) { 
494       if(fDebug) printf("     rejected\n");
495       delete track; continue; 
496     }
497
498     fTrkArray.AddLast(track);
499     nTrks++; 
500   }
501
502   delete initVertex;
503
504   return nTrks;
505
506 //---------------------------------------------------------------------------
507 void AliVertexerTracks::SetSkipTracks(Int_t n,Int_t *skipped) {
508 //
509 // Mark the tracks not ot be used in the vertex finding
510 //
511   fNTrksToSkip = n;
512   fTrksToSkip = new Int_t[n]; 
513   for(Int_t i=0;i<n;i++) fTrksToSkip[i] = skipped[i]; 
514   return; 
515 }
516 //---------------------------------------------------------------------------
517 void  AliVertexerTracks::SetVtxStart(AliESDVertex *vtx) { 
518 //
519 // Set initial vertex knowledge
520 //
521   vtx->GetXYZ(fNominalPos);
522   vtx->GetCovMatrix(fNominalCov);
523   return; 
524 }
525 //---------------------------------------------------------------------------
526 void AliVertexerTracks::StrLinVertexFinderMinDist(Int_t optUseWeights){
527
528   // Calculate the point at minimum distance to prepared tracks 
529   
530   Double_t initPos[3];
531   initPos[2] = 0.;
532   Double_t sigma=0;
533   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
534   const Int_t knacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
535   Double_t field=GetField();
536
537   AliESDtrack *track1;
538   Double_t (*vectP0)[3]=new Double_t [knacc][3];
539   Double_t (*vectP1)[3]=new Double_t [knacc][3];
540   
541   Double_t sum[3][3];
542   Double_t dsum[3]={0,0,0};
543   for(Int_t i=0;i<3;i++)
544     for(Int_t j=0;j<3;j++)sum[i][j]=0;
545   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
546     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
547     Double_t alpha=track1->GetAlpha();
548     Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
549     Double_t pos[3],dir[3]; 
550     track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
551     track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
552     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir); 
553     //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
554     //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line1);
555
556     Double_t p0[3],cd[3];
557     line1->GetP0(p0);
558     line1->GetCd(cd);
559     Double_t p1[3]={p0[0]+cd[0],p0[1]+cd[1],p0[2]+cd[2]};
560     vectP0[i][0]=p0[0];
561     vectP0[i][1]=p0[1];
562     vectP0[i][2]=p0[2];
563     vectP1[i][0]=p1[0];
564     vectP1[i][1]=p1[1];
565     vectP1[i][2]=p1[2];
566     
567     Double_t matr[3][3];
568     Double_t dknow[3];
569     if(optUseWeights==0)GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,matr,dknow);
570     if(optUseWeights==1){
571       Double_t sigmasq[3];
572       sigmasq[0]=track1->GetSigmaY2();
573       sigmasq[1]=track1->GetSigmaY2();
574       sigmasq[2]=track1->GetSigmaZ2();
575       GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,sigmasq,matr,dknow);
576     }
577
578     for(Int_t iii=0;iii<3;iii++){
579       dsum[iii]+=dknow[iii]; 
580       for(Int_t lj=0;lj<3;lj++) sum[iii][lj]+=matr[iii][lj];
581     }
582     delete line1;
583   }
584   
585   Double_t vett[3][3];
586   Double_t det=GetDeterminant3X3(sum);
587   
588    if(det!=0){
589      for(Int_t zz=0;zz<3;zz++){
590        for(Int_t ww=0;ww<3;ww++){
591          for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[ww][kk]=sum[ww][kk];
592        }
593        for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[kk][zz]=dsum[kk];
594        initPos[zz]=GetDeterminant3X3(vett)/det;
595      }
596
597
598      for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
599        Double_t p0[3]={0,0,0},p1[3]={0,0,0};
600        for(Int_t ii=0;ii<3;ii++){
601          p0[ii]=vectP0[i][ii];
602          p1[ii]=vectP1[i][ii];
603        }
604        sigma+=GetStrLinMinDist(p0,p1,initPos);
605      }
606
607      sigma=TMath::Sqrt(sigma);
608    }else{
609     Warning("StrLinVertexFinderMinDist","Finder did not succed");
610     sigma=999;
611   }
612   delete vectP0;
613   delete vectP1;
614   fVert.SetXYZ(initPos);
615   fVert.SetDispersion(sigma);
616   fVert.SetNContributors(knacc);
617 }
618 //---------------------------------------------------------------------------
619 void AliVertexerTracks::TooFewTracks(const AliESD* esdEvent) {
620 //
621 // When the number of tracks is < fMinTracks
622 //
623
624   // deal with vertices not found
625   Double_t pos[3],err[3];
626   Int_t    ncontr=0;
627   pos[0] = fNominalPos[0];
628   err[0] = TMath::Sqrt(fNominalCov[0]);
629   pos[1] = fNominalPos[1];
630   err[1] = TMath::Sqrt(fNominalCov[2]);
631   pos[2] = esdEvent->GetVertex()->GetZv();
632   err[2] = esdEvent->GetVertex()->GetZRes();
633   if(err[0]>1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()<=0) 
634     ncontr = -1; // (x,y,z) = (0,0,0) 
635   if(err[0]>1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()>0) 
636     ncontr = -2; // (x,y,z) = (0,0,z_fromSPD) 
637   if(err[0]<1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()<=0) 
638     ncontr = -3; // (x,y,z) = (x_mean,y_mean,0)
639   if(err[0]<1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()>0) 
640     ncontr = -4; // (x,y,z) = (x_mean,y_mean,z_fromSPD)
641   fCurrentVertex = 0;
642   fCurrentVertex = new AliESDVertex(pos,err);
643   fCurrentVertex->SetNContributors(ncontr);
644
645   Double_t tp[3];
646   esdEvent->GetVertex()->GetTruePos(tp);
647   fCurrentVertex->SetTruePos(tp);
648   fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksWithConstraint");
649   if(ncontr==-1||ncontr==-2) 
650     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksNoConstraint");
651
652   return;
653 }
654 //---------------------------------------------------------------------------
655 void AliVertexerTracks::VertexFinder(Int_t optUseWeights) {
656
657   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
658  
659   Double_t initPos[3];
660   initPos[2] = 0.;
661   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
662   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
663   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
664   Double_t aversq[3]={0.,0.,0.};
665   Double_t sigmasq[3]={0.,0.,0.};
666   Double_t sigma=0;
667   Int_t ncombi = 0;
668   AliESDtrack *track1;
669   AliESDtrack *track2;
670   Double_t pos[3],dir[3]; 
671   Double_t alpha,mindist;
672   Double_t field=GetField();
673
674   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
675     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
676     alpha=track1->GetAlpha();
677     mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
678     track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
679     track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
680     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir); 
681
682    //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
683    //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line1);
684    
685     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
686       track2 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(j);
687       alpha=track2->GetAlpha();
688       mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
689       track2->GetXYZAt(mindist,field,pos);
690       track2->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
691       AliStrLine *line2 = new AliStrLine(pos,dir); 
692     //      AliStrLine *line2 = new AliStrLine();
693     //  track2->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line2);
694       Double_t distCA=line2->GetDCA(line1);
695       if(fDCAcut<=0 || (fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
696         Double_t pnt1[3],pnt2[3],crosspoint[3];
697
698         if(optUseWeights<=0){
699           Int_t retcode = line2->Cross(line1,crosspoint);
700           if(retcode>=0){
701             ncombi++;
702             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
703             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
704           }
705         }
706         if(optUseWeights>0){
707           Int_t retcode = line1->CrossPoints(line2,pnt1,pnt2);
708           if(retcode>=0){
709             Double_t cs, sn;
710             alpha=track1->GetAlpha();
711             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);   
712             Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
713             alpha=track2->GetAlpha();
714             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
715             Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
716             Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
717             Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
718             Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
719             Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
720             crosspoint[0]=wx1*pnt1[0] + wx2*pnt2[0]; 
721             crosspoint[1]=wy1*pnt1[1] + wy2*pnt2[1]; 
722             crosspoint[2]=wz1*pnt1[2] + wz2*pnt2[2];
723           
724             ncombi++;
725             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
726             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
727           }
728         }
729       }
730       delete line2;
731     }
732     delete line1;
733   }
734   if(ncombi>0){
735     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
736       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
737       aversq[jj]/=ncombi;
738       sigmasq[jj]=aversq[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
739       sigma+=sigmasq[jj];
740     }
741     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
742   }
743   else {
744     Warning("VertexFinder","Finder did not succed");
745     sigma=999;
746   }
747   fVert.SetXYZ(initPos);
748   fVert.SetDispersion(sigma);
749   fVert.SetNContributors(ncombi);
750 }
751 //---------------------------------------------------------------------------
752 void AliVertexerTracks::VertexFitter(Bool_t useNominalVtx) {
753 //
754 // The optimal estimate of the vertex position is given by a "weighted 
755 // average of tracks positions"
756 // Original method: CMS Note 97/0051
757 //
758   Double_t initPos[3];
759   fVert.GetXYZ(initPos);
760   if(fDebug) { 
761     printf(" VertexFitter(): start\n");
762     printf(" Number of tracks in array: %d\n",(Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast());
763     printf(" Minimum # tracks required in fit: %d\n",fMinTracks);
764     printf("Vertex position after finder: %f,%f,%f\n",initPos[0],initPos[1],initPos[2]);
765     if(useNominalVtx) printf(" This vertex will be used in fit: (%f+-%f,%f+-%f)\n",fNominalPos[0],TMath::Sqrt(fNominalCov[0]),fNominalPos[1],TMath::Sqrt(fNominalCov[2])); 
766   }
767
768   Int_t i,j,k,step=0;
769   TMatrixD rv(3,1);
770   TMatrixD vV(3,3);
771   rv(0,0) = initPos[0];
772   rv(1,0) = initPos[1];
773   rv(2,0) = 0.;
774   Double_t xlStart,alpha;
775   Double_t rotAngle;
776   Double_t cosRot,sinRot;
777   Double_t cc[15];
778   Int_t nUsedTrks;
779   Double_t chi2,chi2i;
780   Int_t arrEntries = (Int_t)fTrkArray.GetEntries();
781   AliESDtrack *t = 0;
782   Int_t failed = 0;
783
784   // initial vertex covariance matrix
785   TMatrixD vVb(3,3);
786   vVb(0,0) = fNominalCov[0];
787   vVb(0,1) = fNominalCov[1];
788   vVb(0,2) = 0.;
789   vVb(1,0) = fNominalCov[1];
790   vVb(1,1) = fNominalCov[2];
791   vVb(1,2) = 0.;
792   vVb(2,0) = 0.;
793   vVb(2,1) = 0.;
794   vVb(2,2) = fNominalCov[5];
795   TMatrixD vVbInv(TMatrixD::kInverted,vVb);
796   TMatrixD rb(3,1);
797   rb(0,0) = fNominalPos[0];
798   rb(1,0) = fNominalPos[1];
799   rb(2,0) = fNominalPos[2];
800   TMatrixD vVbInvrb(vVbInv,TMatrixD::kMult,rb);
801
802
803   // 2 steps:
804   // 1st - estimate of vtx using all tracks
805   // 2nd - estimate of global chi2
806   for(step=0; step<2; step++) {
807     if(fDebug) printf(" step = %d\n",step);
808     chi2 = 0.;
809     nUsedTrks = 0;
810
811     TMatrixD sumWiri(3,1);
812     TMatrixD sumWi(3,3);
813     for(i=0; i<3; i++) {
814       sumWiri(i,0) = 0.;
815       for(j=0; j<3; j++) sumWi(j,i) = 0.;
816     }
817
818
819     if(useNominalVtx) {
820       for(i=0;i<3;i++) {
821         sumWiri(i,0) += vVbInvrb(i,0);
822         for(k=0;k<3;k++) sumWi(i,k) += vVbInv(i,k);
823       }
824     }
825
826
827     // loop on tracks  
828     for(k=0; k<arrEntries; k++) {
829       // get track from track array
830       t = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(k);
831       alpha = t->GetAlpha();
832       xlStart = initPos[0]*TMath::Cos(alpha)+initPos[1]*TMath::Sin(alpha);
833       t->AliExternalTrackParam::PropagateTo(xlStart,AliTracker::GetBz());   // to vtxSeed
834       rotAngle = alpha;
835       if(alpha<0.) rotAngle += 2.*TMath::Pi();
836       cosRot = TMath::Cos(rotAngle);
837       sinRot = TMath::Sin(rotAngle);
838       
839       // vector of track global coordinates
840       TMatrixD ri(3,1);
841       ri(0,0) = t->GetX()*cosRot-t->GetY()*sinRot;
842       ri(1,0) = t->GetX()*sinRot+t->GetY()*cosRot;
843       ri(2,0) = t->GetZ();
844
845       // matrix to go from global (x,y,z) to local (y,z);
846       TMatrixD qQi(2,3);
847       qQi(0,0) = -sinRot;
848       qQi(0,1) = cosRot;
849       qQi(0,2) = 0.;
850       qQi(1,0) = 0.;
851       qQi(1,1) = 0.;
852       qQi(1,2) = 1.;
853
854       // covariance matrix of local (y,z) - inverted
855       TMatrixD uUi(2,2);
856       t->GetExternalCovariance(cc);
857       uUi(0,0) = cc[0];
858       uUi(0,1) = cc[1];
859       uUi(1,0) = cc[1];
860       uUi(1,1) = cc[2];
861
862       // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
863       if(uUi.Determinant() <= 0.) continue;
864       TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
865       TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
866       TMatrixD wWi(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
867
868       // track chi2
869       TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
870       TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
871       chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
872               deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
873               deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
874
875
876       // add to total chi2
877       chi2 += chi2i;
878
879       TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri); 
880
881       sumWiri += wWiri;
882       sumWi   += wWi;
883
884       nUsedTrks++;
885     } // end loop on tracks
886
887     if(nUsedTrks < fMinTracks) {
888       failed=1;
889       continue;
890     }
891
892     Double_t determinant = sumWi.Determinant();
893     //cerr<<" determinant: "<<determinant<<endl;
894     if(determinant < 100.)  { 
895       printf("det(V) = 0\n");       
896       failed=1;
897       continue;
898     }
899
900     // inverted of weights matrix
901     TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
902     vV = invsumWi;
903      
904     // position of primary vertex
905     rv.Mult(vV,sumWiri);
906
907   } // end loop on the 2 steps
908
909   // delete t;
910
911   if(failed) { 
912     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
913     fCurrentVertex = new AliESDVertex(0.,0.,-1);
914     return; 
915   }
916
917   Double_t position[3];
918   position[0] = rv(0,0);
919   position[1] = rv(1,0);
920   position[2] = rv(2,0);
921   Double_t covmatrix[6];
922   covmatrix[0] = vV(0,0);
923   covmatrix[1] = vV(0,1);
924   covmatrix[2] = vV(1,1);
925   covmatrix[3] = vV(0,2);
926   covmatrix[4] = vV(1,2);
927   covmatrix[5] = vV(2,2);
928   
929   // store data in the vertex object
930   fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nUsedTrks);
931
932   if(fDebug) {
933     printf(" VertexFitter(): finish\n");
934     printf(" rv = ( %f , %f , %f )\n\n",rv(0,0),rv(1,0),rv(2,0));
935     fCurrentVertex->PrintStatus();
936   }
937
938   return;
939 }
940 //----------------------------------------------------------------------------
941 AliVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TTree *trkTree) {
942 //
943 // Return vertex from tracks in trkTree
944 //
945
946   // get tracks and propagate them to initial vertex position
947   Int_t nTrksPrep = PrepareTracks(*trkTree,1);
948   if(nTrksPrep <  TMath::Max(2,fMinTracks) ) {
949     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
950     Double_t vtx[3]={0,0,0};
951     fVert.SetXYZ(vtx);
952     fVert.SetDispersion(999);
953     fVert.SetNContributors(-5);
954     fTrkArray.Delete();
955     return &fVert;
956   }
957  
958   // Set initial vertex position from ESD
959   if(fAlgo==1)  StrLinVertexFinderMinDist(1);
960   if(fAlgo==2)  StrLinVertexFinderMinDist(0);
961   if(fAlgo==3)  HelixVertexFinder();
962   if(fAlgo==4)  VertexFinder(1);
963   if(fAlgo==5)  VertexFinder(0);
964
965   
966   // set indices of used tracks
967   UShort_t *indices = 0;
968   AliESDtrack *eta = 0;
969   if(fVert.GetNContributors()>0) {
970     indices = new UShort_t[fVert.GetNContributors()];
971     for(Int_t jj=0;jj<(Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();jj++) {
972       eta = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(jj);
973       indices[jj] = (UShort_t)eta->GetID();
974     }
975     fVert.SetIndices(fVert.GetNContributors(),indices);
976   }
977   delete [] indices;
978   fTrkArray.Delete();
979   
980   return &fVert;
981 }
982 //----------------------------------------------------------------------------
983 AliVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TObjArray *trkArray) {
984 //
985 // Return vertex from array of tracks
986 //
987
988   // get tracks and propagate them to initial vertex position
989   Int_t nTrks = trkArray->GetEntriesFast();
990   if(nTrks < TMath::Max(2,fMinTracks) ) {
991     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
992     Double_t vtx[3]={0,0,0};
993     fVert.SetXYZ(vtx);
994     fVert.SetDispersion(999);
995     fVert.SetNContributors(-5);
996     fTrkArray.Delete();
997     return &fVert;
998   }
999   TTree *trkTree = new TTree("TreeT","tracks");
1000   AliESDtrack *esdTrack = 0;
1001   trkTree->Branch("tracks","AliESDtrack",&esdTrack);
1002   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++){
1003     esdTrack = (AliESDtrack*)trkArray->At(i);
1004     trkTree->Fill();
1005   }
1006     
1007   AliVertex *vtx =  VertexForSelectedTracks(trkTree);
1008   delete trkTree;
1009   return vtx;
1010 }
1011 //--------------------------------------------------------------------------