When calculating a*a-b*b the form (a-b)*(a+b) is usually more numerically stable.
[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 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 <TSystem.h>
30 #include <TDirectory.h>
31 #include <TFile.h>
32 #include <TTree.h>
33 #include <TMatrixD.h>
34 //---- AliRoot headers -----
35 #include "AliLog.h"
36 #include "AliStrLine.h"
37 #include "AliExternalTrackParam.h"
38 #include "AliNeutralTrackParam.h"
39 #include "AliVEvent.h"
40 #include "AliVTrack.h"
41 #include "AliESDEvent.h"
42 #include "AliESDtrack.h"
43 #include "AliVertexerTracks.h"
44
45 ClassImp(AliVertexerTracks)
46
47
48 //----------------------------------------------------------------------------
49 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks():
50 TObject(),
51 fVert(),
52 fCurrentVertex(0),
53 fMode(0),
54 fFieldkG(-999.),
55 fTrkArraySel(),
56 fIdSel(0),
57 fTrksToSkip(0),
58 fNTrksToSkip(0),
59 fConstraint(kFALSE),
60 fOnlyFitter(kFALSE),
61 fMinTracks(1),
62 fMinClusters(5),
63 fDCAcut(0.1),
64 fDCAcutIter0(0.1),
65 fNSigma(3.),
66 fMaxd0z0(0.5),
67 fMinDetFitter(100.),
68 fMaxTgl(1000.),
69 fITSrefit(kTRUE),
70 fFiducialR(3.),
71 fFiducialZ(30.),
72 fnSigmaForUi00(1.5),
73 fAlgo(1),
74 fAlgoIter0(4)
75 {
76 //
77 // Default constructor
78 //
79   SetVtxStart();
80   SetVtxStartSigma();
81 }
82 //----------------------------------------------------------------------------
83 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks(Double_t fieldkG):
84 TObject(),
85 fVert(),
86 fCurrentVertex(0),
87 fMode(0),
88 fFieldkG(fieldkG),
89 fTrkArraySel(),
90 fIdSel(0),
91 fTrksToSkip(0),
92 fNTrksToSkip(0),
93 fConstraint(kFALSE),
94 fOnlyFitter(kFALSE),
95 fMinTracks(1),
96 fMinClusters(5),
97 fDCAcut(0.1),
98 fDCAcutIter0(0.1),
99 fNSigma(3.),
100 fMaxd0z0(0.5),
101 fMinDetFitter(100.),
102 fMaxTgl(1000.),
103 fITSrefit(kTRUE),
104 fFiducialR(3.),
105 fFiducialZ(30.),
106 fnSigmaForUi00(1.5),
107 fAlgo(1),
108 fAlgoIter0(4)
109 {
110 //
111 // Standard constructor
112 //
113   SetVtxStart();
114   SetVtxStartSigma();
115 }
116 //-----------------------------------------------------------------------------
117 AliVertexerTracks::~AliVertexerTracks() 
118 {
119   // Default Destructor
120   // The objects pointed by the following pointer are not owned
121   // by this class and are not deleted
122   fCurrentVertex = 0;
123   if(fTrksToSkip) { delete [] fTrksToSkip; fTrksToSkip=NULL; }
124   if(fIdSel) { delete [] fIdSel; fIdSel=NULL; }
125 }
126 //----------------------------------------------------------------------------
127 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(const AliVEvent *vEvent)
128 {
129 //
130 // Primary vertex for current ESD or AOD event
131 // (Two iterations: 
132 //  1st with 5*fNSigma*sigma cut w.r.t. to initial vertex
133 //      + cut on sqrt(d0d0+z0z0) if fConstraint=kFALSE  
134 //  2nd with fNSigma*sigma cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration) 
135 //
136   fCurrentVertex = 0;
137
138   TString evtype = vEvent->IsA()->GetName();
139   Bool_t inputAOD = ((evtype=="AliAODEvent") ? kTRUE : kFALSE);
140
141   if(inputAOD && fMode==1) {
142     printf("Error : AliVertexerTracks: no TPC-only vertex from AOD\n"); 
143     TooFewTracks(); 
144     return fCurrentVertex;
145   }
146
147   // accept 1-track case only if constraint is available
148   if(!fConstraint && fMinTracks==1) fMinTracks=2;
149
150   // read tracks from AlivEvent
151   Int_t nTrks = (Int_t)vEvent->GetNumberOfTracks();
152   if(nTrks<fMinTracks) {
153     TooFewTracks();
154     return fCurrentVertex;
155   } 
156   //
157
158   TDirectory * olddir = gDirectory;
159   TFile *f = 0;
160   if(nTrks>500) f = new TFile("VertexerTracks.root","recreate");
161   TObjArray trkArrayOrig(nTrks);
162   UShort_t *idOrig = new UShort_t[nTrks];
163
164   Int_t nTrksOrig=0;
165   AliExternalTrackParam *t=0;
166   // loop on tracks
167   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++) {
168     AliVTrack *track = (AliVTrack*)vEvent->GetTrack(i);
169     // check tracks to skip
170     Bool_t skipThis = kFALSE;
171     for(Int_t j=0; j<fNTrksToSkip; j++) { 
172       if(track->GetID()==fTrksToSkip[j]) {
173         AliDebug(1,Form("skipping track: %d",i));
174         skipThis = kTRUE;
175       }
176     }
177     if(skipThis) continue;
178
179     if(!inputAOD) {  // ESD
180       AliESDtrack* esdt = (AliESDtrack*)track;
181       if(esdt->GetNcls(fMode) < fMinClusters) continue;
182       if(fMode==0) {        // ITS mode
183         if(fITSrefit && !(esdt->GetStatus()&AliESDtrack::kITSrefit)) continue;
184         Double_t x,p[5],cov[15];
185         esdt->GetExternalParameters(x,p);
186         esdt->GetExternalCovariance(cov);
187         t = new AliExternalTrackParam(x,esdt->GetAlpha(),p,cov);
188       } else if(fMode==1) { // TPC mode
189         t = (AliExternalTrackParam*)esdt->GetTPCInnerParam();
190         if(!t) continue;
191         Double_t radius = 2.8; //something less than the beam pipe radius
192         if(!PropagateTrackTo(t,radius)) continue;
193       }
194     } else {          // AOD (only ITS mode)
195       Int_t ncls0=0;
196       for(Int_t l=0;l<6;l++) if(TESTBIT(track->GetITSClusterMap(),l)) ncls0++;
197       if(ncls0 < fMinClusters) continue;
198       t = new AliExternalTrackParam(track);
199     }
200     trkArrayOrig.AddLast(t);
201     idOrig[nTrksOrig]=(UShort_t)track->GetID();
202     nTrksOrig++;
203   } // end loop on tracks
204   
205   // call method that will reconstruct the vertex
206   FindPrimaryVertex(&trkArrayOrig,idOrig);
207
208   if(fMode==0) trkArrayOrig.Delete();
209   delete [] idOrig; idOrig=NULL;
210
211   if(f) {
212     f->Close(); delete f; f = NULL;
213     gSystem->Unlink("VertexerTracks.root");
214     olddir->cd();
215   }
216
217   return fCurrentVertex;
218 }
219 //----------------------------------------------------------------------------
220 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(TObjArray *trkArrayOrig,
221                                                    UShort_t *idOrig)
222 {
223 //
224 // Primary vertex using the AliExternalTrackParam's in the TObjArray.
225 // idOrig must contain the track IDs from AliESDtrack::GetID()
226 // (Two iterations: 
227 //  1st with 5*fNSigma*sigma cut w.r.t. to initial vertex
228 //      + cut on sqrt(d0d0+z0z0) if fConstraint=kFALSE  
229 //  2nd with fNSigma*sigma cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration) 
230 //
231   fCurrentVertex = 0;
232
233   // accept 1-track case only if constraint is available
234   if(!fConstraint && fMinTracks==1) fMinTracks=2;
235
236   // read tracks from array
237   Int_t nTrksOrig = (Int_t)trkArrayOrig->GetEntriesFast();
238   AliDebug(1,Form("Initial number of tracks: %d",nTrksOrig));
239   if(nTrksOrig<fMinTracks) {
240     AliDebug(1,"TooFewTracks");
241     TooFewTracks();
242     return fCurrentVertex;
243   } 
244
245   // If fConstraint=kFALSE
246   // run VertexFinder(1) to get rough estimate of initVertex (x,y)
247   if(!fConstraint) {
248     // fill fTrkArraySel, for VertexFinder()
249     fIdSel = new UShort_t[nTrksOrig];
250     PrepareTracks(*trkArrayOrig,idOrig,0);
251     if(fIdSel) { delete [] fIdSel; fIdSel=NULL; }
252     Double_t cutsave = fDCAcut;  
253     fDCAcut = fDCAcutIter0;
254     // vertex finder
255     switch (fAlgoIter0) {
256     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
257     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
258     case 3: HelixVertexFinder();          break;
259     case 4: VertexFinder(1);              break;
260     case 5: VertexFinder(0);              break;
261     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;  
262     }
263     fDCAcut = cutsave;
264     if(fVert.GetNContributors()>0) {
265       fVert.GetXYZ(fNominalPos);
266       fNominalPos[0] = fVert.GetXv();
267       fNominalPos[1] = fVert.GetYv();
268       fNominalPos[2] = fVert.GetZv();
269       AliDebug(1,Form("No mean vertex: VertexFinder gives (%f, %f, %f)",fNominalPos[0],fNominalPos[1],fNominalPos[2]));
270     } else {
271       fNominalPos[0] = 0.;
272       fNominalPos[1] = 0.;
273       fNominalPos[2] = 0.;
274       AliDebug(1,"No mean vertex and VertexFinder failed");
275     }
276   }
277   
278   // TWO ITERATIONS:
279   //
280   // ITERATION 1
281   // propagate tracks to fNominalPos vertex
282   // preselect them:
283   // if(constraint) reject for |d0|>5*fNSigma*sigma w.r.t. fNominal... vertex
284   // else  reject for |d0|\oplus|z0| > 5 mm w.r.t. fNominal... vertex
285   // ITERATION 2
286   // propagate tracks to best between initVertex and fCurrentVertex
287   // preselect tracks (reject for |d0|>fNSigma*sigma w.r.t. best 
288   //                   between initVertex and fCurrentVertex) 
289   for(Int_t iter=1; iter<=2; iter++) {
290     if(fOnlyFitter && iter==1) continue; 
291     if(fIdSel) { delete [] fIdSel; fIdSel=NULL; }
292     fIdSel = new UShort_t[nTrksOrig];
293     Int_t nTrksSel = PrepareTracks(*trkArrayOrig,idOrig,iter);
294     AliDebug(1,Form("N tracks selected in iteration %d: %d",iter,nTrksSel));
295     if(nTrksSel < fMinTracks) {
296       TooFewTracks();
297       return fCurrentVertex; 
298     }
299
300     // vertex finder
301     if(!fOnlyFitter) {
302       if(nTrksSel==1) {
303         AliDebug(1,"Just one track");
304         OneTrackVertFinder();
305       } else {
306         switch (fAlgo) {
307         case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
308         case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
309         case 3: HelixVertexFinder();          break;
310         case 4: VertexFinder(1);              break;
311         case 5: VertexFinder(0);              break;
312         default: printf("Wrong algorithm"); break;  
313         }
314       }
315       AliDebug(1," Vertex finding completed");
316     }
317
318     // vertex fitter
319     VertexFitter();
320   } // end loop on the two iterations
321
322     
323   // set indices of used tracks
324   UShort_t *indices = 0;
325   if(fCurrentVertex->GetNContributors()>0) {
326     Int_t nIndices = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
327     indices = new UShort_t[nIndices];
328     for(Int_t jj=0; jj<nIndices; jj++)
329       indices[jj] = fIdSel[jj];
330     fCurrentVertex->SetIndices(nIndices,indices);
331   }
332   delete [] indices; indices=NULL;
333   //
334
335   // set vertex title
336   TString title="VertexerTracksNoConstraint";
337   if(fConstraint) {
338     title="VertexerTracksWithConstraint";
339     if(fOnlyFitter) title.Append("OnlyFitter");
340   }
341   fCurrentVertex->SetTitle(title.Data());
342   //
343
344   AliDebug(1,Form("xyz: %f %f %f; nc %d",fCurrentVertex->GetXv(),fCurrentVertex->GetYv(),fCurrentVertex->GetZv(),fCurrentVertex->GetNContributors()));
345
346   // clean up
347   delete [] fIdSel; fIdSel=NULL;
348   fTrkArraySel.Delete();
349   if(fTrksToSkip) { delete [] fTrksToSkip; fTrksToSkip=NULL; }
350   //
351   
352   return fCurrentVertex;
353 }
354 //------------------------------------------------------------------------
355 Double_t AliVertexerTracks::GetDeterminant3X3(Double_t matr[][3])
356 {
357   //
358   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];
359  return det;
360 }
361 //-------------------------------------------------------------------------
362 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t (*m)[3],Double_t *d)
363 {
364   //
365   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
366   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
367   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
368   Double_t kk=x12*x12+y12*y12+z12*z12;
369   m[0][0]=2-2/kk*x12*x12;
370   m[0][1]=-2/kk*x12*y12;
371   m[0][2]=-2/kk*x12*z12;
372   m[1][0]=-2/kk*x12*y12;
373   m[1][1]=2-2/kk*y12*y12;
374   m[1][2]=-2/kk*y12*z12;
375   m[2][0]=-2/kk*x12*z12;
376   m[2][1]=-2*y12*z12;
377   m[2][2]=2-2/kk*z12*z12;
378   d[0]=2*p0[0]-2/kk*p0[0]*x12*x12-2/kk*p0[2]*x12*z12-2/kk*p0[1]*x12*y12;
379   d[1]=2*p0[1]-2/kk*p0[1]*y12*y12-2/kk*p0[0]*x12*y12-2/kk*p0[2]*z12*y12;
380   d[2]=2*p0[2]-2/kk*p0[2]*z12*z12-2/kk*p0[0]*x12*z12-2/kk*p0[1]*z12*y12;
381
382 }
383 //--------------------------------------------------------------------------  
384 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *sigmasq,Double_t (*m)[3],Double_t *d)
385 {
386   //
387   Double_t x12=p1[0]-p0[0];
388   Double_t y12=p1[1]-p0[1];
389   Double_t z12=p1[2]-p0[2];
390
391   Double_t den= x12*x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]+y12*y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]+z12*z12*sigmasq[0]*sigmasq[1];
392
393   Double_t kk= 2*(x12*x12/sigmasq[0]+y12*y12/sigmasq[1]+z12*z12/sigmasq[2]);
394
395   Double_t cc[3];
396   cc[0]=-x12/sigmasq[0];
397   cc[1]=-y12/sigmasq[1];
398   cc[2]=-z12/sigmasq[2];
399
400   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;
401
402   Double_t ss= -p0[0]*cc[0]-p0[1]*cc[1]-p0[2]*cc[2];
403
404   Double_t aa[3];
405   aa[0]=x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]/den;
406   aa[1]=y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]/den;
407   aa[2]=z12*sigmasq[0]*sigmasq[1]/den;
408
409   m[0][0]=aa[0]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[0]*aa[0]+2/sigmasq[0];
410   m[0][1]=aa[1]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[1]*aa[0];
411   m[0][2]=aa[2]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[2]*aa[0];
412
413   m[1][0]=aa[0]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[0]*aa[1];
414   m[1][1]=aa[1]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[1]*aa[1]+2/sigmasq[1];
415   m[1][2]=aa[2]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[2]*aa[1];
416
417   m[2][0]=aa[0]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[0]*aa[2];
418   m[2][1]=aa[1]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[1]*aa[2];
419   m[2][2]=aa[2]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[2]*aa[2]+2/sigmasq[2];
420
421   d[0]=-ww*(aa[0]*kk+2*cc[0])-2*ss*aa[0]+2*p0[0]/sigmasq[0];
422   d[1]=-ww*(aa[1]*kk+2*cc[1])-2*ss*aa[1]+2*p0[1]/sigmasq[1];
423   d[2]=-ww*(aa[2]*kk+2*cc[2])-2*ss*aa[2]+2*p0[2]/sigmasq[2];
424
425   }
426 //--------------------------------------------------------------------------   
427 Double_t AliVertexerTracks::GetStrLinMinDist(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *x0)
428 {
429   //
430   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
431   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
432   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
433   Double_t x10=p0[0]-x0[0];
434   Double_t y10=p0[1]-x0[1];
435   Double_t z10=p0[2]-x0[2];
436   //  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);
437   return ((y10*z12-z10*y12)*(y10*z12-z10*y12)+
438           (z10*x12-x10*z12)*(z10*x12-x10*z12)+
439           (x10*y12-y10*x12)*(x10*y12-y10*x12))
440     /(x12*x12+y12*y12+z12*z12);
441 }
442 //---------------------------------------------------------------------------
443 void AliVertexerTracks::OneTrackVertFinder() 
444 {
445   // find vertex for events with 1 track, using DCA to nominal beam axis
446   AliDebug(1,Form("Number of prepared tracks =%d - Call OneTrackVertFinder",fTrkArraySel.GetEntries()));
447   AliExternalTrackParam *track1;
448   track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(0);
449   Double_t alpha=track1->GetAlpha();
450   Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
451   Double_t pos[3],dir[3]; 
452   track1->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
453   track1->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
454   AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
455   Double_t p1[3]={fNominalPos[0],fNominalPos[1],0.}; 
456   Double_t p2[3]={fNominalPos[0],fNominalPos[1],10.}; 
457   AliStrLine *zeta=new AliStrLine(p1,p2,kTRUE);
458   Double_t crosspoint[3]={0.,0.,0.};
459   Double_t sigma=999.;
460   Int_t nContrib=-1;
461   Int_t retcode = zeta->Cross(line1,crosspoint);
462   if(retcode>=0){
463     sigma=line1->GetDistFromPoint(crosspoint);
464     nContrib=1;
465   }
466   delete zeta;
467   delete line1;
468   fVert.SetXYZ(crosspoint);
469   fVert.SetDispersion(sigma);
470   fVert.SetNContributors(nContrib);  
471 }
472 //---------------------------------------------------------------------------
473 void AliVertexerTracks::HelixVertexFinder() 
474 {
475   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
476
477
478   Double_t initPos[3];
479   initPos[2] = 0.;
480   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
481
482   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
483
484   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
485   Double_t averquad[3]={0.,0.,0.};
486   Double_t sigmaquad[3]={0.,0.,0.};
487   Double_t sigma=0;
488   Int_t ncombi = 0;
489   AliExternalTrackParam *track1;
490   AliExternalTrackParam *track2;
491   Double_t distCA;
492   Double_t x;
493   Double_t alpha, cs, sn;
494   Double_t crosspoint[3];
495   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
496     track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(i);
497     
498
499     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
500       track2 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(j);
501
502       distCA=track2->PropagateToDCA(track1,GetFieldkG());
503       if(fDCAcut<=0 ||(fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
504         x=track1->GetX();
505         alpha=track1->GetAlpha();
506         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
507         Double_t x1=x*cs - track1->GetY()*sn;
508         Double_t y1=x*sn + track1->GetY()*cs;
509         Double_t z1=track1->GetZ();
510         
511         Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2(); 
512         x=track2->GetX();
513         alpha=track2->GetAlpha();
514         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
515         Double_t x2=x*cs - track2->GetY()*sn;
516         Double_t y2=x*sn + track2->GetY()*cs;
517         Double_t z2=track2->GetZ();
518         Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
519         Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
520         Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
521         Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
522         Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
523         crosspoint[0]=wx1*x1 + wx2*x2; 
524         crosspoint[1]=wy1*y1 + wy2*y2; 
525         crosspoint[2]=wz1*z1 + wz2*z2;
526
527         ncombi++;
528         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
529         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)averquad[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
530       }
531     }
532       
533   }
534   if(ncombi>0){
535     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
536       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
537       averquad[jj]/=ncombi;
538       sigmaquad[jj]=averquad[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
539       sigma+=sigmaquad[jj];
540     }
541     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
542   }
543   else {
544     Warning("HelixVertexFinder","Finder did not succed");
545     sigma=999;
546   }
547   fVert.SetXYZ(initPos);
548   fVert.SetDispersion(sigma);
549   fVert.SetNContributors(ncombi);
550 }
551 //----------------------------------------------------------------------------
552 Int_t AliVertexerTracks::PrepareTracks(TObjArray &trkArrayOrig,
553                                        UShort_t *idOrig,
554                                        Int_t optImpParCut) 
555 {
556 //
557 // Propagate tracks to initial vertex position and store them in a TObjArray
558 //
559   AliDebug(1," PrepareTracks()");
560
561   Int_t nTrksOrig = (Int_t)trkArrayOrig.GetEntriesFast();
562   Int_t nTrksSel = 0;
563   Double_t maxd0rphi; 
564   Double_t sigmaCurr[3];
565   Double_t normdistx,normdisty;
566   Double_t d0z0[2],covd0z0[3]; 
567   Double_t sigmad0;
568
569   AliESDVertex *initVertex = new AliESDVertex(fNominalPos,fNominalCov,1,1);
570
571   if(!fTrkArraySel.IsEmpty()) fTrkArraySel.Delete();
572
573   AliExternalTrackParam *track=0;
574
575   // loop on tracks
576   for(Int_t i=0; i<nTrksOrig; i++) {
577     AliExternalTrackParam *trackOrig=(AliExternalTrackParam*)trkArrayOrig.At(i);
578     if(trackOrig->Charge()!=0) { // normal tracks
579       track = new AliExternalTrackParam(*(AliExternalTrackParam*)trkArrayOrig.At(i));
580     } else { // neutral tracks (from a V0)
581       track = new AliNeutralTrackParam(*(AliNeutralTrackParam*)trkArrayOrig.At(i));
582     }
583     // tgl cut
584     if(TMath::Abs(track->GetTgl())>fMaxTgl) {
585       AliDebug(1,Form(" rejecting track with tgl = %f",track->GetTgl()));
586       delete track; continue;
587     }
588
589     Bool_t propagateOK = kFALSE;
590     // propagate track to vertex
591     if(optImpParCut<2 || fOnlyFitter) { // optImpParCut==1 or 0
592       propagateOK = track->PropagateToDCA(initVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
593     } else {              // optImpParCut==2
594       fCurrentVertex->GetSigmaXYZ(sigmaCurr);
595       normdistx = TMath::Abs(fCurrentVertex->GetXv()-fNominalPos[0])/TMath::Sqrt(sigmaCurr[0]*sigmaCurr[0]+fNominalCov[0]);
596       normdisty = TMath::Abs(fCurrentVertex->GetYv()-fNominalPos[1])/TMath::Sqrt(sigmaCurr[1]*sigmaCurr[1]+fNominalCov[2]);
597       if(normdistx < 3. && normdisty < 3. &&
598          (sigmaCurr[0]+sigmaCurr[1])<(TMath::Sqrt(fNominalCov[0])+TMath::Sqrt(fNominalCov[2]))) {
599         propagateOK = track->PropagateToDCA(fCurrentVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
600       } else {
601         propagateOK = track->PropagateToDCA(initVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
602       }
603     }
604
605     if(!propagateOK) { 
606       AliDebug(1,"     rejected");
607       delete track; continue; 
608     }
609
610     sigmad0 = TMath::Sqrt(covd0z0[0]);
611     maxd0rphi = fNSigma*sigmad0;
612     if(optImpParCut==1) maxd0rphi *= 5.;
613     maxd0rphi = TMath::Min(maxd0rphi,fFiducialR); 
614     //sigmad0z0 = TMath::Sqrt(covd0z0[0]+covd0z0[2]); // for future improvement
615     //maxd0z0 = 10.*fNSigma*sigmad0z0;
616
617     AliDebug(1,Form("trk %d; id %d; |d0| = %f;  d0 cut = %f; |z0| = %f; |d0|oplus|z0| = %f; d0z0 cut = %f",i,(Int_t)idOrig[i],TMath::Abs(d0z0[0]),maxd0rphi,TMath::Abs(d0z0[1]),TMath::Sqrt(d0z0[0]*d0z0[0]+d0z0[1]*d0z0[1]),fMaxd0z0));
618
619
620     //---- track selection based on impact parameters ----//
621
622     // always reject tracks outside fiducial volume
623     if(TMath::Abs(d0z0[0])>fFiducialR || TMath::Abs(d0z0[1])>fFiducialZ) { 
624       AliDebug(1,"     rejected");
625       delete track; continue; 
626     }
627
628     // during iterations 1 and 2 , reject tracks with d0rphi > maxd0rphi
629     if(optImpParCut>0 && TMath::Abs(d0z0[0])>maxd0rphi) { 
630       AliDebug(1,"     rejected");
631       delete track; continue; 
632     }
633
634     // if fConstraint=kFALSE, during iterations 1 and 2 ||
635     // if fConstraint=kTRUE, during iteration 2,
636     // select tracks with d0oplusz0 < fMaxd0z0
637     if((!fConstraint && optImpParCut>0 && fVert.GetNContributors()>0) ||
638        ( fConstraint && optImpParCut==2)) {
639       if(nTrksOrig>=3 && 
640          TMath::Sqrt(d0z0[0]*d0z0[0]+d0z0[1]*d0z0[1])>fMaxd0z0) { 
641         AliDebug(1,"     rejected");
642         delete track; continue; 
643       }
644     }
645     
646     // track passed all selections
647     fTrkArraySel.AddLast(track);
648     fIdSel[nTrksSel] = idOrig[i];
649     nTrksSel++; 
650   } // end loop on tracks
651
652   delete initVertex;
653
654   return nTrksSel;
655
656 //----------------------------------------------------------------------------
657 Bool_t AliVertexerTracks::PropagateTrackTo(AliExternalTrackParam *track,
658                                            Double_t xToGo) {
659   //----------------------------------------------------------------
660   // COPIED from AliTracker
661   //
662   // Propagates the track to the plane X=xk (cm).
663   //
664   //  Origin: Marian Ivanov,  Marian.Ivanov@cern.ch
665   //----------------------------------------------------------------
666
667   const Double_t kEpsilon = 0.00001;
668   Double_t xpos = track->GetX();
669   Double_t dir = (xpos<xToGo) ? 1. : -1.;
670   Double_t maxStep = 5;
671   Double_t maxSnp = 0.8;
672   //
673   while ( (xToGo-xpos)*dir > kEpsilon){
674     Double_t step = dir*TMath::Min(TMath::Abs(xToGo-xpos), maxStep);
675     Double_t x    = xpos+step;
676     Double_t xyz0[3],xyz1[3];
677     track->GetXYZ(xyz0);   //starting global position
678
679     if(!track->GetXYZAt(x,GetFieldkG(),xyz1)) return kFALSE;   // no prolongation
680     xyz1[2]+=kEpsilon; // waiting for bug correction in geo
681
682     if(TMath::Abs(track->GetSnpAt(x,GetFieldkG())) >= maxSnp) return kFALSE;
683     if(!track->PropagateTo(x,GetFieldkG()))  return kFALSE;
684
685     if(TMath::Abs(track->GetSnp()) >= maxSnp) return kFALSE;
686     track->GetXYZ(xyz0);   // global position
687     Double_t alphan = TMath::ATan2(xyz0[1], xyz0[0]); 
688     //
689     Double_t ca=TMath::Cos(alphan-track->GetAlpha()), 
690       sa=TMath::Sin(alphan-track->GetAlpha());
691     Double_t sf=track->GetSnp(), cf=TMath::Sqrt((1.-sf)*(1.+sf));
692     Double_t sinNew =  sf*ca - cf*sa;
693     if(TMath::Abs(sinNew) >= maxSnp) return kFALSE;
694     if(!track->Rotate(alphan)) return kFALSE;
695  
696     xpos = track->GetX();
697   }
698   return kTRUE;
699 }
700 //---------------------------------------------------------------------------
701 AliESDVertex* AliVertexerTracks::RemoveTracksFromVertex(AliESDVertex *inVtx,
702                                                         TObjArray *trkArray,
703                                                         UShort_t *id,
704                                                         Float_t *diamondxy) 
705 {
706 //
707 // Removes tracks in trksTree from fit of inVtx
708 //
709
710   if(!strstr(inVtx->GetTitle(),"VertexerTracksWithConstraint")) {
711     printf("ERROR: primary vertex has no constraint: cannot remove tracks");
712     return 0x0;
713   }
714   if(!strstr(inVtx->GetTitle(),"VertexerTracksWithConstraintOnlyFitter"))
715     printf("WARNING: result of tracks' removal will be only approximately correct");
716
717   TMatrixD rv(3,1);
718   rv(0,0) = inVtx->GetXv();
719   rv(1,0) = inVtx->GetYv();
720   rv(2,0) = inVtx->GetZv();
721   TMatrixD vV(3,3);
722   Double_t cov[6];
723   inVtx->GetCovMatrix(cov);
724   vV(0,0) = cov[0];
725   vV(0,1) = cov[1]; vV(1,0) = cov[1];
726   vV(1,1) = cov[2];
727   vV(0,2) = cov[3]; vV(2,0) = cov[3];
728   vV(1,2) = cov[4]; vV(2,1) = cov[4]; 
729   vV(2,2) = cov[5];
730
731   TMatrixD sumWi(TMatrixD::kInverted,vV);
732   TMatrixD sumWiri(sumWi,TMatrixD::kMult,rv);
733
734   Int_t nUsedTrks = inVtx->GetNIndices();
735   Double_t chi2 = inVtx->GetChi2();
736
737   AliExternalTrackParam *track = 0;
738   Int_t ntrks = (Int_t)trkArray->GetEntriesFast();
739   for(Int_t i=0;i<ntrks;i++) {
740     track = (AliExternalTrackParam*)trkArray->At(i);
741     if(!inVtx->UsesTrack(id[i])) {
742       printf("track %d was not used in vertex fit",id[i]);
743       continue;
744     }
745     Double_t alpha = track->GetAlpha();
746     Double_t xl = diamondxy[0]*TMath::Cos(alpha)+diamondxy[1]*TMath::Sin(alpha);
747     track->PropagateTo(xl,GetFieldkG()); 
748     // vector of track global coordinates
749     TMatrixD ri(3,1);
750     // covariance matrix of ri
751     TMatrixD wWi(3,3);
752     
753     // get space point from track
754     if(!TrackToPoint(track,ri,wWi)) continue;
755
756     TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri); 
757
758     sumWi -= wWi;
759     sumWiri -= wWiri;
760
761     // track chi2
762     TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
763     TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
764     Double_t chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
765                      deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
766                      deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
767     // remove from total chi2
768     chi2 -= chi2i;
769
770     nUsedTrks--;
771     if(nUsedTrks<2) {
772       printf("Trying to remove too many tracks!");
773       return 0x0;
774     }
775   }
776
777   TMatrixD rvnew(3,1);
778   TMatrixD vVnew(3,3);
779
780   // new inverted of weights matrix
781   TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
782   vVnew = invsumWi;
783   // new position of primary vertex
784   rvnew.Mult(vVnew,sumWiri);
785
786   Double_t position[3];
787   position[0] = rvnew(0,0);
788   position[1] = rvnew(1,0);
789   position[2] = rvnew(2,0);
790   cov[0] = vVnew(0,0);
791   cov[1] = vVnew(0,1);
792   cov[2] = vVnew(1,1);
793   cov[3] = vVnew(0,2);
794   cov[4] = vVnew(1,2);
795   cov[5] = vVnew(2,2);
796   
797   // store data in the vertex object
798   AliESDVertex *outVtx = new AliESDVertex(position,cov,chi2,nUsedTrks);
799   outVtx->SetTitle(inVtx->GetTitle());
800   UShort_t *inindices = inVtx->GetIndices();
801   Int_t nIndices = nUsedTrks;
802   UShort_t *outindices = new UShort_t[nIndices];
803   Int_t j=0;
804   for(Int_t k=0; k<inVtx->GetNIndices(); k++) {
805     Bool_t copyindex=kTRUE;
806     for(Int_t l=0; l<ntrks; l++) {
807       if(inindices[k]==id[l]) copyindex=kFALSE;
808     }
809     if(copyindex) {
810       outindices[j] = inindices[k]; j++;
811     }
812   }
813   outVtx->SetIndices(nIndices,outindices);
814   delete [] outindices;
815
816   /*
817     printf("Vertex before removing tracks:");
818     inVtx->PrintStatus();
819     inVtx->PrintIndices();
820     printf("Vertex after removing tracks:");
821     outVtx->PrintStatus();
822     outVtx->PrintIndices();
823   */
824
825   return outVtx;
826 }
827 //---------------------------------------------------------------------------
828 void AliVertexerTracks::SetCuts(Double_t *cuts) 
829 {
830 //
831 //  Cut values
832 //
833   SetDCAcut(cuts[0]);
834   SetDCAcutIter0(cuts[1]);
835   SetMaxd0z0(cuts[2]);
836   if(fMode==0 && cuts[3]<0) SetITSrefitNotRequired();
837   SetMinClusters((Int_t)(TMath::Abs(cuts[3])));
838   SetMinTracks((Int_t)(cuts[4]));
839   SetNSigmad0(cuts[5]);
840   SetMinDetFitter(cuts[6]);
841   SetMaxTgl(cuts[7]);
842   SetFiducialRZ(cuts[8],cuts[9]);
843   fAlgo=(Int_t)(cuts[10]);
844   fAlgoIter0=(Int_t)(cuts[11]);
845
846   return;
847 }
848 //---------------------------------------------------------------------------
849 void AliVertexerTracks::SetITSMode(Double_t dcacut,
850                                    Double_t dcacutIter0,
851                                    Double_t maxd0z0,
852                                    Int_t minCls,
853                                    Int_t mintrks,
854                                    Double_t nsigma,
855                                    Double_t mindetfitter,
856                                    Double_t maxtgl,
857                                    Double_t fidR,
858                                    Double_t fidZ,
859                                    Int_t finderAlgo,
860                                    Int_t finderAlgoIter0)
861 {
862 //
863 //  Cut values for ITS mode
864 //
865   fMode = 0;
866   if(minCls>0) {
867     SetITSrefitRequired();
868   } else {
869     SetITSrefitNotRequired();
870   }
871   SetDCAcut(dcacut);
872   SetDCAcutIter0(dcacutIter0);
873   SetMaxd0z0(maxd0z0);
874   SetMinClusters(TMath::Abs(minCls));
875   SetMinTracks(mintrks);
876   SetNSigmad0(nsigma);
877   SetMinDetFitter(mindetfitter);
878   SetMaxTgl(maxtgl);
879   SetFiducialRZ(fidR,fidZ);
880   fAlgo=finderAlgo;
881   fAlgoIter0=finderAlgoIter0;
882
883   return; 
884 }
885 //---------------------------------------------------------------------------
886 void AliVertexerTracks::SetTPCMode(Double_t dcacut,
887                                    Double_t dcacutIter0,
888                                    Double_t maxd0z0,
889                                    Int_t minCls,
890                                    Int_t mintrks,
891                                    Double_t nsigma,
892                                    Double_t mindetfitter,
893                                    Double_t maxtgl,
894                                    Double_t fidR,
895                                    Double_t fidZ,
896                                    Int_t finderAlgo,
897                                    Int_t finderAlgoIter0) 
898 {
899 //
900 //  Cut values for TPC mode
901 //
902   fMode = 1;
903   SetITSrefitNotRequired();
904   SetDCAcut(dcacut);
905   SetDCAcutIter0(dcacutIter0);
906   SetMaxd0z0(maxd0z0);
907   SetMinClusters(minCls);
908   SetMinTracks(mintrks);
909   SetNSigmad0(nsigma);
910   SetMinDetFitter(mindetfitter);
911   SetMaxTgl(maxtgl);
912   SetFiducialRZ(fidR,fidZ);
913   fAlgo=finderAlgo;
914   fAlgoIter0=finderAlgoIter0;
915
916   return; 
917 }
918 //---------------------------------------------------------------------------
919 void AliVertexerTracks::SetSkipTracks(Int_t n,Int_t *skipped) 
920 {
921 //
922 // Mark the tracks not to be used in the vertex reconstruction.
923 // Tracks are identified by AliESDtrack::GetID()
924 //
925   fNTrksToSkip = n;  fTrksToSkip = new Int_t[n]; 
926   for(Int_t i=0;i<n;i++) fTrksToSkip[i] = skipped[i]; 
927   return; 
928 }
929 //---------------------------------------------------------------------------
930 void  AliVertexerTracks::SetVtxStart(AliESDVertex *vtx) 
931
932 //
933 // Set initial vertex knowledge
934 //
935   vtx->GetXYZ(fNominalPos);
936   vtx->GetCovMatrix(fNominalCov);
937   SetConstraintOn();
938   return; 
939 }
940 //---------------------------------------------------------------------------
941 void AliVertexerTracks::StrLinVertexFinderMinDist(Int_t optUseWeights)
942 {
943   AliExternalTrackParam *track1;
944   const Int_t knacc = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
945   static TClonesArray linarray("AliStrLine",knacc);
946   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
947     track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(i);
948     Double_t alpha=track1->GetAlpha();
949     Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
950     Double_t pos[3],dir[3],sigmasq[3]; 
951     track1->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
952     track1->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
953     sigmasq[0]=TMath::Sin(alpha)*TMath::Sin(alpha)*track1->GetSigmaY2();
954     sigmasq[1]=TMath::Cos(alpha)*TMath::Cos(alpha)*track1->GetSigmaY2();
955     sigmasq[2]=track1->GetSigmaZ2();
956     TMatrixD ri(3,1);
957     TMatrixD wWi(3,3);
958     //if(!TrackToPoint(track1,ri,wWi)) {printf("WARNING\n");continue;}
959     if(!TrackToPoint(track1,ri,wWi)) {optUseWeights=kFALSE;printf("WARNING\n");}
960     Double_t wmat[9];
961     Int_t iel=0;
962     for(Int_t ia=0;ia<3;ia++){
963       for(Int_t ib=0;ib<3;ib++){
964         wmat[iel]=wWi(ia,ib);
965         iel++;
966       }    
967     }
968     new(linarray[i]) AliStrLine(pos,sigmasq,wmat,dir);
969   }
970   fVert=TrackletVertexFinder(&linarray,optUseWeights);
971   linarray.Clear("C");
972 }
973 //---------------------------------------------------------------------------
974 AliESDVertex AliVertexerTracks::TrackletVertexFinder(TClonesArray *lines, Int_t optUseWeights)
975 {
976   // Calculate the point at minimum distance to prepared tracks 
977   const Int_t knacc = (Int_t)lines->GetEntriesFast();
978   Double_t initPos[3]={0.,0.,0.};
979
980   Double_t (*vectP0)[3]=new Double_t [knacc][3];
981   Double_t (*vectP1)[3]=new Double_t [knacc][3];
982   
983   Double_t sum[3][3];
984   Double_t dsum[3]={0,0,0};
985   TMatrixD sumWi(3,3);
986   for(Int_t i=0;i<3;i++){
987     for(Int_t j=0;j<3;j++){
988       sum[i][j]=0;
989       sumWi(i,j)=0.;
990     }
991   }
992
993   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
994     AliStrLine* line1 = (AliStrLine*)lines->At(i); 
995     Double_t p0[3],cd[3],sigmasq[3];
996     Double_t wmat[9];
997     if(!line1) printf("ERROR %d %d\n",i,knacc);
998     line1->GetP0(p0);
999     line1->GetCd(cd);
1000     line1->GetSigma2P0(sigmasq);
1001     line1->GetWMatrix(wmat);
1002     TMatrixD wWi(3,3);
1003     Int_t iel=0;
1004     for(Int_t ia=0;ia<3;ia++){
1005       for(Int_t ib=0;ib<3;ib++){
1006         wWi(ia,ib)=wmat[iel];
1007         iel++;
1008       }    
1009     }
1010
1011     sumWi+=wWi;
1012
1013     Double_t p1[3]={p0[0]+cd[0],p0[1]+cd[1],p0[2]+cd[2]};
1014     vectP0[i][0]=p0[0];
1015     vectP0[i][1]=p0[1];
1016     vectP0[i][2]=p0[2];
1017     vectP1[i][0]=p1[0];
1018     vectP1[i][1]=p1[1];
1019     vectP1[i][2]=p1[2];
1020     
1021     Double_t matr[3][3];
1022     Double_t dknow[3];
1023     if(optUseWeights==0)GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,matr,dknow);
1024     else GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,sigmasq,matr,dknow);
1025
1026
1027     for(Int_t iii=0;iii<3;iii++){
1028       dsum[iii]+=dknow[iii]; 
1029       for(Int_t lj=0;lj<3;lj++) sum[iii][lj]+=matr[iii][lj];
1030     }
1031   }
1032  
1033   TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
1034   Double_t covmatrix[6];
1035   covmatrix[0] = invsumWi(0,0);
1036   covmatrix[1] = invsumWi(0,1);
1037   covmatrix[2] = invsumWi(1,1);
1038   covmatrix[3] = invsumWi(0,2);
1039   covmatrix[4] = invsumWi(1,2);
1040   covmatrix[5] = invsumWi(2,2);
1041
1042   Double_t vett[3][3];
1043   Double_t det=GetDeterminant3X3(sum);
1044   Double_t sigma=0;
1045   
1046   if(det!=0){
1047     for(Int_t zz=0;zz<3;zz++){
1048       for(Int_t ww=0;ww<3;ww++){
1049         for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[ww][kk]=sum[ww][kk];
1050       }
1051       for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[kk][zz]=dsum[kk];
1052       initPos[zz]=GetDeterminant3X3(vett)/det;
1053     }
1054
1055
1056     for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
1057       Double_t p0[3]={0,0,0},p1[3]={0,0,0};
1058       for(Int_t ii=0;ii<3;ii++){
1059         p0[ii]=vectP0[i][ii];
1060         p1[ii]=vectP1[i][ii];
1061       }
1062       sigma+=GetStrLinMinDist(p0,p1,initPos);
1063     }
1064
1065     if(sigma>0.) {sigma=TMath::Sqrt(sigma);}else{sigma=999;}
1066   }else{
1067     sigma=999;
1068   }
1069   AliESDVertex theVert(initPos,covmatrix,99999.,knacc);
1070   theVert.SetDispersion(sigma);
1071   delete vectP0;
1072   delete vectP1;
1073   return theVert;
1074 }
1075 //---------------------------------------------------------------------------
1076 Bool_t AliVertexerTracks::TrackToPoint(AliExternalTrackParam *t,
1077                                        TMatrixD &ri,TMatrixD &wWi,
1078                                        Bool_t uUi3by3) const 
1079 {
1080 //
1081 // Extract from the AliExternalTrackParam the global coordinates ri and covariance matrix
1082 // wWi of the space point that it represents (to be used in VertexFitter())
1083 //
1084
1085   
1086   Double_t rotAngle = t->GetAlpha();
1087   if(rotAngle<0.) rotAngle += 2.*TMath::Pi();
1088   Double_t cosRot = TMath::Cos(rotAngle);
1089   Double_t sinRot = TMath::Sin(rotAngle);
1090
1091   ri(0,0) = t->GetX()*cosRot-t->GetY()*sinRot;
1092   ri(1,0) = t->GetX()*sinRot+t->GetY()*cosRot;
1093   ri(2,0) = t->GetZ();
1094
1095
1096
1097   if(!uUi3by3) {
1098     // matrix to go from global (x,y,z) to local (y,z);
1099     TMatrixD qQi(2,3);
1100     qQi(0,0) = -sinRot;
1101     qQi(0,1) = cosRot;
1102     qQi(0,2) = 0.;
1103     qQi(1,0) = 0.;
1104     qQi(1,1) = 0.;
1105     qQi(1,2) = 1.;
1106
1107     // covariance matrix of local (y,z) - inverted
1108     TMatrixD uUi(2,2);
1109     uUi(0,0) = t->GetSigmaY2();
1110     uUi(0,1) = t->GetSigmaZY();
1111     uUi(1,0) = t->GetSigmaZY();
1112     uUi(1,1) = t->GetSigmaZ2();
1113     //printf(" Ui :");
1114     //printf(" %f   %f",uUi(0,0),uUi(0,1));
1115     //printf(" %f   %f",uUi(1,0),uUi(1,1));
1116
1117     if(uUi.Determinant() <= 0.) return kFALSE;
1118     TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
1119   
1120     // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
1121     TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
1122     TMatrixD m(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
1123     wWi = m;
1124   } else {
1125     if(fVert.GetNContributors()<1) AliFatal("Vertex from finder is empty");
1126     // matrix to go from global (x,y,z) to local (x,y,z);
1127     TMatrixD qQi(3,3);
1128     qQi(0,0) = cosRot;
1129     qQi(0,1) = sinRot;
1130     qQi(0,2) = 0.;
1131     qQi(1,0) = -sinRot;
1132     qQi(1,1) = cosRot;
1133     qQi(1,2) = 0.;
1134     qQi(2,0) = 0.;
1135     qQi(2,1) = 0.;
1136     qQi(2,2) = 1.;
1137    
1138     // covariance of fVert along the track  
1139     Double_t p[3],pt,ptot;
1140     t->GetPxPyPz(p);
1141     pt = TMath::Sqrt(p[0]*p[0]+p[1]*p[1]);
1142     ptot = TMath::Sqrt(pt*pt+p[2]*p[2]);
1143     Double_t cphi = p[0]/pt;               //cos(phi)=px/pt
1144     Double_t sphi = p[1]/pt;               //sin(phi)=py/pt
1145     Double_t clambda = pt/ptot;            //cos(lambda)=pt/ptot
1146     Double_t slambda = p[2]/ptot;            //sin(lambda)=pz/ptot
1147     Double_t covfVert[6];
1148     fVert.GetCovMatrix(covfVert);
1149     Double_t covfVertalongt = 
1150        covfVert[0]*cphi*cphi*clambda*clambda 
1151       +covfVert[1]*2.*cphi*sphi*clambda*clambda
1152       +covfVert[3]*2.*cphi*clambda*slambda 
1153       +covfVert[2]*sphi*sphi*clambda*clambda 
1154       +covfVert[4]*2.*sphi*clambda*slambda 
1155       +covfVert[5]*slambda*slambda; 
1156     // covariance matrix of local (x,y,z) - inverted
1157     TMatrixD uUi(3,3);
1158     uUi(0,0) = covfVertalongt * fnSigmaForUi00 * fnSigmaForUi00;
1159     AliDebug(1,Form("=====> sqrtUi00 cm  %f",TMath::Sqrt(uUi(0,0))));
1160     uUi(0,1) = 0.;
1161     uUi(0,2) = 0.;
1162     uUi(1,0) = 0.;
1163     uUi(1,1) = t->GetSigmaY2();
1164     uUi(1,2) = t->GetSigmaZY();
1165     uUi(2,0) = 0.;
1166     uUi(2,1) = t->GetSigmaZY();
1167     uUi(2,2) = t->GetSigmaZ2();
1168     //printf(" Ui :\n");
1169     //printf(" %f   %f\n",uUi(0,0),uUi(0,1));
1170     //printf(" %f   %f\n",uUi(1,0),uUi(1,1));
1171   
1172     if(uUi.Determinant() <= 0.) return kFALSE;
1173     TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
1174   
1175     // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
1176     TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
1177     TMatrixD m(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
1178     wWi = m;
1179   }
1180
1181
1182   return kTRUE;
1183
1184 //---------------------------------------------------------------------------
1185 void AliVertexerTracks::TooFewTracks() 
1186 {
1187 //
1188 // When the number of tracks is < fMinTracks,
1189 // deal with vertices not found and prepare to exit
1190 //
1191   AliDebug(1,"TooFewTracks");
1192
1193   Double_t pos[3],err[3];
1194   pos[0] = fNominalPos[0];
1195   err[0] = TMath::Sqrt(fNominalCov[0]);
1196   pos[1] = fNominalPos[1];
1197   err[1] = TMath::Sqrt(fNominalCov[2]);
1198   pos[2] = fNominalPos[2];
1199   err[2] = TMath::Sqrt(fNominalCov[5]);
1200   Int_t    ncontr = (err[0]>1. ? -1 : -3);
1201   if(fCurrentVertex) { delete fCurrentVertex; fCurrentVertex=0; }
1202   fCurrentVertex = new AliESDVertex(pos,err);
1203   fCurrentVertex->SetNContributors(ncontr);
1204
1205   if(fConstraint) {
1206     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksWithConstraint");
1207   } else {
1208     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksNoConstraint");
1209   }
1210
1211   if(!fTrkArraySel.IsEmpty()) fTrkArraySel.Delete(); 
1212   if(fIdSel) {delete [] fIdSel; fIdSel=NULL;}
1213   if(fTrksToSkip) {delete [] fTrksToSkip; fTrksToSkip=NULL;}
1214
1215   return;
1216 }
1217 //---------------------------------------------------------------------------
1218 void AliVertexerTracks::VertexFinder(Int_t optUseWeights) 
1219 {
1220
1221   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
1222  
1223   Double_t initPos[3];
1224   initPos[2] = 0.;
1225   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
1226   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
1227   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
1228   Double_t aversq[3]={0.,0.,0.};
1229   Double_t sigmasq[3]={0.,0.,0.};
1230   Double_t sigma=0;
1231   Int_t ncombi = 0;
1232   AliExternalTrackParam *track1;
1233   AliExternalTrackParam *track2;
1234   Double_t pos[3],dir[3]; 
1235   Double_t alpha,mindist;
1236
1237   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
1238     track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(i);
1239     alpha=track1->GetAlpha();
1240     mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
1241     track1->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
1242     track1->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
1243     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir); 
1244
1245    //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
1246    //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,GetFieldkG(),line1);
1247    
1248     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
1249       track2 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(j);
1250       alpha=track2->GetAlpha();
1251       mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
1252       track2->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
1253       track2->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
1254       AliStrLine *line2 = new AliStrLine(pos,dir); 
1255     //      AliStrLine *line2 = new AliStrLine();
1256     //  track2->ApproximateHelixWithLine(mindist,GetFieldkG(),line2);
1257       Double_t distCA=line2->GetDCA(line1);
1258       //printf("%d   %d   %f\n",i,j,distCA);
1259        if(fDCAcut<=0 || (fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
1260         Double_t pnt1[3],pnt2[3],crosspoint[3];
1261
1262         if(optUseWeights<=0){
1263           Int_t retcode = line2->Cross(line1,crosspoint);
1264           if(retcode>=0){
1265             ncombi++;
1266             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
1267             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
1268           }
1269         }
1270         if(optUseWeights>0){
1271           Int_t retcode = line1->CrossPoints(line2,pnt1,pnt2);
1272           if(retcode>=0){
1273             Double_t cs, sn;
1274             alpha=track1->GetAlpha();
1275             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);   
1276             Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
1277             alpha=track2->GetAlpha();
1278             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
1279             Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
1280             Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
1281             Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
1282             Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
1283             Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
1284             crosspoint[0]=wx1*pnt1[0] + wx2*pnt2[0]; 
1285             crosspoint[1]=wy1*pnt1[1] + wy2*pnt2[1]; 
1286             crosspoint[2]=wz1*pnt1[2] + wz2*pnt2[2];
1287           
1288             ncombi++;
1289             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
1290             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
1291           }
1292         }
1293       }
1294       delete line2;
1295     }
1296     delete line1;
1297   }
1298   if(ncombi>0){
1299     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
1300       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
1301       //printf("%f\n",initPos[jj]);
1302       aversq[jj]/=ncombi;
1303       sigmasq[jj]=aversq[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
1304       sigma+=sigmasq[jj];
1305     }
1306     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
1307   }
1308   else {
1309     Warning("VertexFinder","Finder did not succed");
1310     sigma=999;
1311   }
1312   fVert.SetXYZ(initPos);
1313   fVert.SetDispersion(sigma);
1314   fVert.SetNContributors(ncombi);
1315 }
1316 //---------------------------------------------------------------------------
1317 void AliVertexerTracks::VertexFitter() 
1318 {
1319 //
1320 // The optimal estimate of the vertex position is given by a "weighted 
1321 // average of tracks positions".
1322 // Original method: V. Karimaki, CMS Note 97/0051
1323 //
1324   Bool_t useConstraint = fConstraint;
1325   Double_t initPos[3];
1326   if(!fOnlyFitter) {
1327     fVert.GetXYZ(initPos);
1328   } else {
1329     initPos[0]=fNominalPos[0];
1330     initPos[1]=fNominalPos[1];
1331     initPos[2]=fNominalPos[2];
1332   }
1333
1334   Int_t nTrksSel = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntries();
1335   if(nTrksSel==1) useConstraint=kTRUE;
1336   AliDebug(1,"--- VertexFitter(): start");
1337   AliDebug(1,Form(" Number of tracks in array: %d\n",nTrksSel));
1338   AliDebug(1,Form(" Minimum # tracks required in fit: %d\n",fMinTracks));
1339   AliDebug(1,Form(" Vertex position after finder: %f,%f,%f\n",initPos[0],initPos[1],initPos[2]));
1340   if(useConstraint) AliDebug(1,Form(" This vertex will be used in fit: (%f+-%f,%f+-%f)\n",fNominalPos[0],TMath::Sqrt(fNominalCov[0]),fNominalPos[1],TMath::Sqrt(fNominalCov[2]))); 
1341
1342   // special treatment for few-tracks fits (e.g. secondary vertices)
1343   Bool_t uUi3by3 = kFALSE; if(nTrksSel<5 && !useConstraint) uUi3by3 = kTRUE;
1344
1345   Int_t i,j,k,step=0;
1346   TMatrixD rv(3,1);
1347   TMatrixD vV(3,3);
1348   rv(0,0) = initPos[0];
1349   rv(1,0) = initPos[1];
1350   rv(2,0) = 0.;
1351   Double_t xlStart,alpha;
1352   Int_t nTrksUsed;
1353   Double_t chi2,chi2i,chi2b;
1354   AliExternalTrackParam *t = 0;
1355   Int_t failed = 0;
1356
1357   // initial vertex covariance matrix
1358   TMatrixD vVb(3,3);
1359   vVb(0,0) = fNominalCov[0];
1360   vVb(0,1) = fNominalCov[1];
1361   vVb(0,2) = 0.;
1362   vVb(1,0) = fNominalCov[1];
1363   vVb(1,1) = fNominalCov[2];
1364   vVb(1,2) = 0.;
1365   vVb(2,0) = 0.;
1366   vVb(2,1) = 0.;
1367   vVb(2,2) = fNominalCov[5];
1368   TMatrixD vVbInv(TMatrixD::kInverted,vVb);
1369   TMatrixD rb(3,1);
1370   rb(0,0) = fNominalPos[0];
1371   rb(1,0) = fNominalPos[1];
1372   rb(2,0) = fNominalPos[2];
1373   TMatrixD vVbInvrb(vVbInv,TMatrixD::kMult,rb);
1374
1375
1376   // 2 steps:
1377   // 1st - estimate of vtx using all tracks
1378   // 2nd - estimate of global chi2
1379   for(step=0; step<2; step++) {
1380     AliDebug(1,Form(" step = %d\n",step));
1381     chi2 = 0.;
1382     nTrksUsed = 0;
1383
1384     if(step==1) { initPos[0]=rv(0,0); initPos[0]=rv(1,0); }
1385
1386     TMatrixD sumWiri(3,1);
1387     TMatrixD sumWi(3,3);
1388     for(i=0; i<3; i++) {
1389       sumWiri(i,0) = 0.;
1390       for(j=0; j<3; j++) sumWi(j,i) = 0.;
1391     }
1392
1393     // mean vertex constraint
1394     if(useConstraint) {
1395       for(i=0;i<3;i++) {
1396         sumWiri(i,0) += vVbInvrb(i,0);
1397         for(k=0;k<3;k++) sumWi(i,k) += vVbInv(i,k);
1398       }
1399       // chi2
1400       TMatrixD deltar = rv; deltar -= rb;
1401       TMatrixD vVbInvdeltar(vVbInv,TMatrixD::kMult,deltar);
1402       chi2b = deltar(0,0)*vVbInvdeltar(0,0)+
1403               deltar(1,0)*vVbInvdeltar(1,0)+
1404               deltar(2,0)*vVbInvdeltar(2,0);
1405       chi2 += chi2b;
1406     }
1407
1408     // loop on tracks  
1409     for(k=0; k<nTrksSel; k++) {
1410       // get track from track array
1411       t = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(k);
1412       alpha = t->GetAlpha();
1413       xlStart = initPos[0]*TMath::Cos(alpha)+initPos[1]*TMath::Sin(alpha);
1414       // to vtxSeed (from finder)
1415       t->PropagateTo(xlStart,GetFieldkG());   
1416  
1417       // vector of track global coordinates
1418       TMatrixD ri(3,1);
1419       // covariance matrix of ri
1420       TMatrixD wWi(3,3);
1421
1422       // get space point from track
1423       if(!TrackToPoint(t,ri,wWi,uUi3by3)) continue;
1424       TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri); 
1425
1426       // track chi2
1427       TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
1428       TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
1429       chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
1430               deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
1431               deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
1432
1433       // add to total chi2
1434       chi2 += chi2i;
1435
1436       sumWiri += wWiri;
1437       sumWi   += wWi;
1438
1439       nTrksUsed++;
1440     } // end loop on tracks
1441
1442     if(nTrksUsed < fMinTracks) {
1443       failed=1;
1444       continue;
1445     }
1446
1447     Double_t determinant = sumWi.Determinant();
1448     if(determinant < fMinDetFitter)  { 
1449       AliDebug(1,Form("det(V) = %f (<%f)\n",determinant,fMinDetFitter));       
1450       failed=1;
1451       continue;
1452     }
1453
1454     if(step==0) { 
1455       // inverted of weights matrix
1456       TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
1457       vV = invsumWi;
1458       // position of primary vertex
1459       rv.Mult(vV,sumWiri);
1460     }
1461   } // end loop on the 2 steps
1462
1463   if(failed) { 
1464     TooFewTracks();
1465     return; 
1466   }
1467
1468   Double_t position[3];
1469   position[0] = rv(0,0);
1470   position[1] = rv(1,0);
1471   position[2] = rv(2,0);
1472   Double_t covmatrix[6];
1473   covmatrix[0] = vV(0,0);
1474   covmatrix[1] = vV(0,1);
1475   covmatrix[2] = vV(1,1);
1476   covmatrix[3] = vV(0,2);
1477   covmatrix[4] = vV(1,2);
1478   covmatrix[5] = vV(2,2);
1479   
1480   // for correct chi2/ndf, count constraint as additional "track"
1481   if(fConstraint) nTrksUsed++;
1482   // store data in the vertex object
1483   if(fCurrentVertex) { delete fCurrentVertex; fCurrentVertex=0; }
1484   fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nTrksUsed);
1485
1486   AliDebug(1," Vertex after fit:");
1487   AliDebug(1,Form("xyz: %f %f %f; nc %d",fCurrentVertex->GetXv(),fCurrentVertex->GetYv(),fCurrentVertex->GetZv(),fCurrentVertex->GetNContributors()));
1488   AliDebug(1,"--- VertexFitter(): finish\n");
1489  
1490
1491   return;
1492 }
1493 //----------------------------------------------------------------------------
1494 AliESDVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TObjArray *trkArray,
1495                                                          UShort_t *id,
1496                                                          Bool_t optUseFitter,
1497                                                          Bool_t optPropagate) 
1498 {
1499 //
1500 // Return vertex from tracks (AliExternalTrackParam) in array
1501 //
1502   fCurrentVertex = 0;
1503   SetConstraintOff();
1504
1505   // get tracks and propagate them to initial vertex position
1506   fIdSel = new UShort_t[(Int_t)trkArray->GetEntriesFast()];
1507   Int_t nTrksSel = PrepareTracks(*trkArray,id,0);
1508   if(nTrksSel <  TMath::Max(2,fMinTracks)) {
1509     TooFewTracks();
1510     return fCurrentVertex;
1511   }
1512  
1513   // vertex finder
1514   switch (fAlgo) {
1515     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
1516     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
1517     case 3: HelixVertexFinder();          break;
1518     case 4: VertexFinder(1);              break;
1519     case 5: VertexFinder(0);              break;
1520     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;  
1521   }
1522   AliDebug(1," Vertex finding completed\n");
1523
1524   // vertex fitter
1525   if(optUseFitter) {
1526     VertexFitter();
1527   } else {
1528     Double_t position[3]={fVert.GetXv(),fVert.GetYv(),fVert.GetZv()};
1529     Double_t covmatrix[6];
1530     fVert.GetCovMatrix(covmatrix);
1531     Double_t chi2=99999.;
1532     Int_t    nTrksUsed=fVert.GetNContributors();
1533     fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nTrksUsed);    
1534   }
1535   fCurrentVertex->SetDispersion(fVert.GetDispersion());
1536
1537
1538   // set indices of used tracks and propagate track to found vertex
1539   UShort_t *indices = 0;
1540   Double_t d0z0[2],covd0z0[3];
1541   AliExternalTrackParam *t = 0;
1542   if(fCurrentVertex->GetNContributors()>0) {
1543     indices = new UShort_t[fCurrentVertex->GetNContributors()];
1544     for(Int_t jj=0; jj<(Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast(); jj++) {
1545       indices[jj] = fIdSel[jj];
1546       t = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(jj);
1547       if(optPropagate && optUseFitter) {
1548         if(TMath::Sqrt(fCurrentVertex->GetXv()*fCurrentVertex->GetXv()+fCurrentVertex->GetYv()*fCurrentVertex->GetYv())<3.) {
1549           t->PropagateToDCA(fCurrentVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
1550           AliDebug(1,Form("Track %d propagated to found vertex",jj));
1551         } else {
1552           AliWarning("Found vertex outside beam pipe!");
1553         }
1554       }
1555     }
1556     fCurrentVertex->SetIndices(fCurrentVertex->GetNContributors(),indices);
1557   }
1558
1559   // clean up
1560   delete [] indices; indices=NULL;
1561   delete [] fIdSel; fIdSel=NULL;
1562   fTrkArraySel.Delete();
1563   
1564   return fCurrentVertex;
1565 }
1566 //----------------------------------------------------------------------------
1567 AliESDVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedESDTracks(TObjArray *trkArray,
1568                                                          Bool_t optUseFitter,
1569                                                          Bool_t optPropagate) 
1570 {
1571 //
1572 // Return vertex from array of ESD tracks
1573 //
1574
1575   Int_t nTrks = (Int_t)trkArray->GetEntriesFast();
1576   UShort_t *id = new UShort_t[nTrks];
1577
1578   AliESDtrack *esdt = 0;
1579   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++){
1580     esdt = (AliESDtrack*)trkArray->At(i);
1581     id[i] = (UShort_t)esdt->GetID();
1582   }
1583     
1584   VertexForSelectedTracks(trkArray,id,optUseFitter,optPropagate);
1585
1586   delete [] id; id=NULL;
1587
1588   return fCurrentVertex;
1589 }
1590 //--------------------------------------------------------------------------