TOF/AliTOFReconstructioner.h

   1 #ifndef ALITOFRECONSTRUCTIONER_H
   2 #define ALITOFRECONSTRUCTIONER_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6
   7 //_________________________________________________________________________
   8 //  Task Class for Reconstruction in TOF
   9 //
  10 //-- Authors: Bologna-ITEP-Salerno Group
  11
  12
  13 #include "TTask.h"
  14 #include "TString.h"
  15 #include <TF1.h>
  16 #include <TF2.h>
  17 #include <TH1.h>
  18 #include <TH2.h>
  19 #include <TRandom.h>
  20 #include <TNtuple.h>
  21 #include "TParticle.h"
  22 #include "AliTOF.h"
  23 #include "AliDetector.h"
  24
  25 class AliTOFPad;
  26 class AliTOFRecHit;
  27 class AliTOFTrack;
  28 class TVirtualMC;
  29
  30 class AliTOFReconstructioner: public TTask {
  31
  32 public:
  33   AliTOFReconstructioner() ;          // ctor
  34   AliTOFReconstructioner(char* headerFile, Option_t* opt, char *RecFile = 0) ;
  35   virtual ~AliTOFReconstructioner() ; // dtor
  36   virtual void  InitArray(Float_t array[], Int_t nlocations);
  37   virtual void  InitArray(Int_t   array[], Int_t nlocations);
  38   virtual void  Exec(const char* datafile, Option_t* option); // do the main work
  39   virtual void  ReadTOFHits(Int_t ntracks, TTree* treehits, TClonesArray* tofhits, Int_t *** MapPixels, Int_t* kTOFhitFirst, AliTOFPad* pixelArray ,  Int_t* iTOFpixel, Float_t* toftime, AliTOFRecHit* hitArray, Int_t& isHitOnFiredPad, Int_t& ipixel);
  40   virtual void  AddNoiseFromOuter(Option_t *option, Int_t *** MapPixels, AliTOFPad* pixelArray , AliTOFRecHit* hitArray, Int_t& isHitOnFiredPad, Int_t& ipixel);
  41   virtual void  SetMinDistance(AliTOFRecHit* hitArray, Int_t ilastEntry);
  42   // this line has to be commented till TPC will provide fPx fPy fPz
  43   // and fL in AliTPChit class
  44   //virtual void  ReadTPCHits(Int_t ntracks, TTree* treehits, TClonesArray* tpchits, Int_t* iTrackPt, Int_t* iparticle, Float_t* ptTrack, AliTOFTrack* trackArray, Int_t& itrack);
  45   virtual void  ReadTPCTracks(TFile* tpcReconFile){};
  46   virtual void  Matching(AliTOFTrack* trackArray, AliTOFRecHit* hitArray, Int_t *** mapPixel, AliTOFPad* pixelArray, Int_t* kTOFhitFirst, Int_t& ipixel, Int_t* iTrackPt, Int_t* iTOFpixel, Int_t ntotTpcTracks);
  47
  48   virtual void FillNtuple(Int_t ntracks, AliTOFTrack* trackArray, AliTOFRecHit* hitArray, AliTOFPad* pixelArray, Int_t* iTOFpixel, Int_t* iparticle, Float_t* toftime, Int_t& ipixelLastEntry, Int_t itrack);
  49   void          Init(Option_t* opt);
  50   void          CreateNTuple();
  51   void          SetNEvents(Int_t Nevents) {fNevents = Nevents;}
  52   void          SetFirstEvent(Int_t firstevent) {fFirstEvent = firstevent;}
  53   void          SetLastEvent(Int_t lastevent) {fLastEvent = lastevent;}
  54   Int_t         GetNEvents() const {return fNevents;}
  55   const char*   GetRecFile() const {return fRecFile.Data();}
  56   Int_t         PDGtoGeantCode(Int_t pdgcode);
  57   virtual void  IsInsideThePad(TVirtualMC* vmc, Float_t x, Float_t y, Float_t z, Int_t *nGeom, Float_t& zPad, Float_t& xPad);
  58   virtual void  BorderEffect(Float_t z0, Float_t x0, Float_t geantTime, Int_t& nActivatedPads, Int_t& nFiredPads, Bool_t* isFired, Int_t* nPlace, Float_t* qInduced, Float_t* tofTime, Float_t& averageTime);
  59   virtual void  EpMulScatt(Float_t& px, Float_t& py, Float_t& pz, Float_t& p, Float_t& theta);
  60   void  SetDbg(Int_t dbgflag)                        {fdbg=dbgflag;}
  61   void  SetRecFile(char * file ) ;
  62   void  SetTimeResolution(Float_t timeResolution)    {fTimeResolution=timeResolution;}
  63   void  SetPadefficiency(Float_t padefficiency)      {fpadefficiency=padefficiency;}
  64   void  SetEdgeEffect(Int_t   edgeEffect)            {fEdgeEffect=edgeEffect;}
  65   void  SetEdgeTails(Int_t   edgeTails)              {fEdgeTails=edgeTails;}
  66   void  SetHparameter(Float_t hparameter)            {fHparameter=hparameter;}
  67   void  SetH2parameter(Float_t h2parameter)          {fH2parameter=h2parameter;}
  68   void  SetKparameter(Float_t kparameter)            {fKparameter=kparameter;}
  69   void  SetK2parameter(Float_t k2parameter)          {fK2parameter=k2parameter;}
  70   void  SetEffCenter(Float_t effCenter)              {fEffCenter=effCenter;}
  71   void  SetEffBoundary(Float_t effBoundary)          {fEffBoundary=effBoundary;}
  72   void  SetEff2Boundary(Float_t eff2Boundary)        {fEff2Boundary=eff2Boundary;}
  73   void  SetEff3Boundary(Float_t eff3Boundary)        {fEff3Boundary=eff3Boundary;}
  74   void  SetResCenter (Float_t resCenter)             {fResCenter=resCenter;}
  75   void  SetResBoundary(Float_t resBoundary)          {fResBoundary=resBoundary;}
  76   void  SetResSlope(Float_t resSlope)                {fResSlope=resSlope;}
  77   void  SetTimeWalkCenter(Float_t timeWalkCenter)    {fTimeWalkCenter=timeWalkCenter;}
  78   void  SetTimeWalkBoundary(Float_t timeWalkBoundary){fTimeWalkBoundary=timeWalkBoundary;}
  79   void  SetTimeWalkSlope(Float_t timeWalkSlope)      {fTimeWalkSlope=timeWalkSlope;}
  80
  81   void  SetTimeDelayFlag(Int_t timeDelayFlag)        {fTimeDelayFlag=timeDelayFlag;}
  82   void  SetPulseHeightSlope(Float_t pulseHeightSlope){fPulseHeightSlope=pulseHeightSlope;}
  83   void  SetTimeDelaySlope(Float_t timeDelaySlope)    {fTimeDelaySlope=timeDelaySlope;}
  84   void  SetMinimumCharge(Float_t minimumCharge)      {fMinimumCharge=minimumCharge;}
  85   void  SetChargeSmearing(Float_t chargeSmearing)    {fChargeSmearing=chargeSmearing;}
  86   void  SetLogChargeSmearing(Float_t logChargeSmearing){fLogChargeSmearing=logChargeSmearing;}
  87   void  SetTimeSmearing(Float_t timeSmearing)        {fTimeSmearing=timeSmearing;}
  88   void  SetAverageTimeFlag(Int_t averageTimeFlag)    {fAverageTimeFlag=averageTimeFlag;}
  89   void  SetChargeFactorForMatching(Int_t chargeFactorForMatching){fChargeFactorForMatching=chargeFactorForMatching;}
  90   void  SetMatchingStyle(Int_t matchingStyle)            {fMatchingStyle=matchingStyle;}
  91   void  SetTrackingEfficiency(Float_t trackingEfficiency){fTrackingEfficiency=trackingEfficiency;}
  92   void  SetSigmavsp(Float_t sigmavsp)                    {fSigmavsp=sigmavsp;}
  93   void  SetSigmaZ(Float_t sigmaZ)                        {fSigmaZ=sigmaZ;}
  94   void  SetSigmarphi(Float_t sigmarphi)                  {fSigmarphi=sigmarphi;}
  95   void  SetSigmap(Float_t sigmap)                        {fSigmap=sigmap;}
  96   void  SetSigmaPhi(Float_t sigmaPhi)                    {fSigmaPhi=sigmaPhi;}
  97   void  SetSigmaTheta(Float_t sigmaTheta)                {fSigmaTheta=sigmaTheta;}
  98   void  SetNoise(Float_t noise)                          {fNoise=noise;}
  99   void  SetNoiseSlope(Float_t noiseSlope)                {fNoiseSlope=noiseSlope;}
 100   void  SetNoiseMeanTof(Float_t noiseTof)                    {fNoiseMeanTof=noiseTof;}
 101   void  SetField(Float_t field)                          {fField=field;}
 102   void  SetRadLenTPC(Float_t radLenTPC)                  {fRadLenTPC=radLenTPC;}
 103   void  SetCorrectionTRD(Float_t correctionTRD)          {fCorrectionTRD=correctionTRD;}
 104   void  SetLastTPCRow(Int_t lastTPCRow)                  {fLastTPCRow=lastTPCRow;}
 105   void  SetRadiusvtxBound(Float_t radiusvtxBound)        {fRadiusvtxBound=radiusvtxBound;}
 106   void  SetMaxTestTracks(Int_t maxTestTracks)            {fMaxTestTracks=maxTestTracks;}
 107   void  SetStep(Float_t step)                            {fStep=step;}
 108   void  SetMaxPixels(Int_t maxPixels)                    {fMaxPixels=maxPixels;}
 109   void  SetMaxAllTracks(Int_t maxAllTracks)              {fMaxAllTracks=maxAllTracks;}
 110   void  SetMaxTracks(Int_t maxTracks)                    {fMaxTracks=maxTracks;}
 111   void  SetMaxTOFHits(Int_t maxTOFHits)                  {fMaxTOFHits=maxTOFHits;}
 112   void  SetPBound(Float_t pBound)                        {fPBound=pBound;}
 113
 114   Int_t    GetDbgFlag()          const {return fdbg;}
 115   Float_t  GetTimeResolution()   const {return fTimeResolution;}
 116   Float_t  GetPadefficiency()    const {return fpadefficiency;}
 117   Int_t    GetEdgeEffect()       const {return fEdgeEffect;}
 118   Int_t    GetEdgeTails()        const {return fEdgeTails;}
 119   Float_t  GetHparameter()       const {return fHparameter;}
 120   Float_t  GetH2parameter()      const {return fH2parameter;}
 121   Float_t  GetKparameter()       const {return fKparameter;}
 122   Float_t  GetK2parameter()      const {return fK2parameter;}
 123   Float_t  GetEffCenter()        const {return fEffCenter;}
 124   Float_t  GetEffBoundary()      const {return fEffBoundary;}
 125   Float_t  GetEff2Boundary()     const {return fEff2Boundary;}
 126   Float_t  GetEff3Boundary()     const {return fEff3Boundary;}
 127   Float_t  GetResCenter ()       const {return fResCenter;}
 128   Float_t  GetResBoundary()      const {return fResBoundary;}
 129   Float_t  GetResSlope()         const {return fResSlope;}
 130   Float_t  GetTimeWalkCenter()   const {return fTimeWalkCenter;}
 131   Float_t  GetTimeWalkBoundary() const {return fTimeWalkBoundary;}
 132   Float_t  GetTimeWalkSlope()    const {return fTimeWalkSlope;}
 133   Int_t    GetTimeDelayFlag()    const {return fTimeDelayFlag;}
 134   Float_t  GetPulseHeightSlope() const {return fPulseHeightSlope;}
 135   Float_t  GetTimeDelaySlope()   const {return fTimeDelaySlope;}
 136   Float_t  GetMinimumCharge()    const {return fMinimumCharge;}
 137   Float_t  GetChargeSmearing()   const {return fChargeSmearing;}
 138   Float_t  GetLogChargeSmearing()const {return fLogChargeSmearing;}
 139   Float_t  GetTimeSmearing()     const {return fTimeSmearing;}
 140   Int_t    GetAverageTimeFlag()  const {return fAverageTimeFlag;}
 141   Int_t    GetChargeFactorForMatching()const{return fChargeFactorForMatching;}
 142   Int_t    GetMatchingStyle()          const{return fMatchingStyle;}
 143   Float_t  GetTrackingEfficiency() const{return fTrackingEfficiency;}
 144   Float_t  GetSigmavsp()           const{return fSigmavsp;}
 145   Float_t  GetSigmaZ()             const{return fSigmaZ;}
 146   Float_t  GetSigmarphi()          const{return fSigmarphi;}
 147   Float_t  GetSigmap()             const{return fSigmap;}
 148   Float_t  GetSigmaPhi()           const{return fSigmaPhi;}
 149   Float_t  GetSigmaTheta()         const{return fSigmaTheta;}
 150   Float_t  GetNoise()              const{return fNoise;}
 151   Float_t  GetNoiseSlope()         const{return fNoiseSlope;}
 152   Float_t  GetNoiseMeanTof()       const{return fNoiseMeanTof;}
 153   Float_t  GetField()              const{return fField;}
 154   Float_t  GetRadLenTPC()          const{return fRadLenTPC;}
 155   Float_t  GetCorrectionTRD()      const{return fCorrectionTRD;}
 156   Int_t    GetLastTPCRow()         const{return fLastTPCRow;}
 157   Float_t  GetRadiusvtxBound()     const{return fRadiusvtxBound;}
 158   Int_t    GetMaxTestTracks()      const{return fMaxTestTracks;}
 159   Float_t  GetStep()               const{return fStep;}
 160   Int_t    GetMaxPixels()          const{return fMaxPixels;}
 161   Int_t    GetMaxAllTracks()       const{return fMaxAllTracks;}
 162   Int_t    GetMaxTracks()          const{return fMaxTracks;}
 163   Int_t    GetMaxTOFHits()         const{return fMaxTOFHits;}
 164   Float_t  GetPBound()             const{return fPBound;}
 165
 166   virtual void PrintParameters() const ;
 167   virtual void Print(Option_t* option) const ;
 168   void  UseHitsFrom(const char * filename) ;
 169   Bool_t   operator == (const AliTOFReconstructioner & tofrec) const ;
 170
 171 private:
 172   TFile   *foutputfile;     //! pointer to output file
 173   TNtuple *foutputntuple;   //! pointer to output ntuple
 174   TF1     *fZnoise;         // pointer to formula giving the noise along z direction
 175   TF1     *ftail;           // pointer to formula for time with tail
 176   Int_t   fdbg;             // Flag for debug, 0 no debug, 1 debug
 177   Int_t   fNevents;         // Number of events to reconstruct
 178   Int_t   fFirstEvent;      // First event to reconstruct
 179   Int_t   fLastEvent;       // Last event to reconstruct
 180   TString fRecFile;         // output file
 181   TString fHeadersFile;     // input file
 182   // Intrisic MRPC time resolution and pad edge effect parameters
 183   Float_t fTimeResolution;  // time resolution of the MRPC (ns)
 184   Float_t fpadefficiency;   // intrinsic pad efficiency, used if fEdgeEffect==0
 185   Int_t   fEdgeEffect;      // edge effects option
 186   Int_t   fEdgeTails;       // edge tails option
 187   Float_t fHparameter;      // sensitive edge (to produce hits on the
 188                             // neighbouring pads) =0.7, new = 0.4 cm
 189   Float_t fH2parameter;     // parameter to fit the efficiency
 190   Float_t fKparameter;      // sensitive edge (going ahead towards the
 191                             // center no delay effects are suffered) =1.0, new = 0.5 cm
 192   Float_t fK2parameter;     // parameter to fit the efficiency
 193   // Pad Efficiency and Resolution parameters
 194   Float_t fEffCenter;       // efficiency in the central region of the pad
 195   Float_t fEffBoundary;     // efficiency at the boundary of the pad
 196   Float_t fEff2Boundary;    // efficiency value at H2parameter
 197   Float_t fEff3Boundary;    // efficiency value at K2parameter
 198   Float_t fResCenter;       // resolution (ps) in the central region of the pad
 199   Float_t fResBoundary;     // resolution (ps)  at the boundary of the pad
 200   Float_t fResSlope;        // slope (ps/K) for neighbouring pad
 201   // Time Walk parameters
 202   Float_t fTimeWalkCenter;  // time walk (ps) in the central region of the pad
 203   Float_t fTimeWalkBoundary;// time walk (ps) at the boundary of the pad
 204   Float_t fTimeWalkSlope;   // slope (ps/K) for neighbouring pad
 205   Int_t   fTimeDelayFlag;   // flag for delay due to the PulseHeightEffect
 206   Float_t fPulseHeightSlope;// It determines the charge amount induced
 207                             // due to edge effect, using the formula
 208                             // qInduced=exp(-PulseHeightSlope*x)
 209   Float_t fTimeDelaySlope;  // It determines the time delay. This is the slope
 210                             // in the T1-T2 vs log(q1/q2) plot
 211   // ADC-TDC correlation parameters
 212   Float_t fMinimumCharge;   // Minimum charge amount which could be induced
 213   Float_t fChargeSmearing;  // Smearing in charge in (q1/q2) vs x plot
 214   Float_t fLogChargeSmearing;// Smearing in log of charge ratio
 215   Float_t fTimeSmearing;    // Smearing in time in time vs log(q1/q2) plot
 216   Int_t   fAverageTimeFlag; // flag (see the setter for details)
 217   Int_t   fChargeFactorForMatching; // if set to 1, during matching procedure
 218                                      //  probe hits are weighted according to
 219                                      // the pulse height
 220   Int_t   fMatchingStyle;   // Matching style option (see setter for details)
 221
 222   // TPC tracking parameters
 223   Float_t fTrackingEfficiency; //tracking efficiency in the TPC     0.88
 224   Float_t fSigmavsp;           //!=0 - sigmas depend on momentum, SIGMA VS P
 225                                // =0 - sigmas do not depend on momentum
 226   Float_t fSigmaZ;    //sigma(z) (cm)         0.044,  0.03/P(GeV/c) -> av.0.083, see AN-97-39 table 2
 227   Float_t fSigmarphi; //sigma(R(phi)) (cm)    0.023,  0.015/P(GeV/c) -> av.0.041, see AN-97-39 table 2
 228   Float_t fSigmap;    //sigma(delta(P)/P)     0.019,  0.01*(fabs((logP(GeV/c)+0.5)/0.7)**3+1.5) -> av.0.017
 229   Float_t fSigmaPhi;  //sigma(phi) (rad)      0.0050, 0.001*((1-logP(GeV/c))**3+0.3) for P<10 -> av.0.003
 230   Float_t fSigmaTheta;//sigma(theta) (rad)    0.0035, 0.001*((1-logP(GeV/c))**3+0.3) for P<10 -> av.0.003
 231
 232   // Parameters for additional noise hits
 233   Float_t fNoise;          //number of noise hits  6600/7800 with/without the holes,
 234                            //7800-holes*1200 for V3.02(TDR), 11000-holes*1200 for V3.04
 235                            // 10000-holes*? for V3.05 with the half z-length 370 cm, for 350 cm
 236                            //                         it should be 5% less, 9500
 237                            //for the field 0.4 T:    ? /6333 with/without the holes
 238                            //for the field 0.4 T:  8400 for V3.05
 239                            //for PYTHIA p+p at 14 TeV: 26 for V3.05
 240   Float_t fNoiseSlope;     //slope parameter (ns) in the time distribution of the add. noise hits: ~exp(-tau/NOISETAU)
 241   Float_t fNoiseMeanTof;       // mean value of the time of flight for noise from outer regions (ns)
 242   Float_t fField;          //magnetic field (tesla), 0.2 tesla = 2 kilogauss
 243   Float_t fRadLenTPC;      //radiation length of the outer wall of TPC, 0.03+0.14/0.03 with/out TRD
 244   Float_t fCorrectionTRD;  //!=0 px, py on the last row of TPC are corrected
 245                            //    using x, y position on the last layer of TRD, see void correctionTRD()
 246                            //=0 without the correction
 247   Int_t   fLastTPCRow;     //the number of the last TPC row 111 for V3.05
 248   Float_t fRadiusvtxBound; //vertex radius (cm) for selected tracks
 249   Int_t   fMaxTestTracks;  //max.number of test tracks  20
 250                            //for PYTHIA p+p at 14 TeV: 500
 251   Float_t fStep;           //space step (cm) along circle, shuold be < the pixel width YP=ZAZOR+2*DY=12.3*0.05=0.615
 252   Int_t   fMaxPixels;      //max.number of pixels involved in the matching procedure, 70000
 253   Int_t   fMaxAllTracks;   //max.number of all tracks including the neutral ones, 65000
 254   Int_t   fMaxTracks;      //max.number of tracks selected for matching (hit on TPC with Rvtx<RVTXBOUND), 15000
 255   Int_t   fMaxTOFHits;     //max.number of TOF hits per event, 35000
 256   Float_t fPBound;         //tracks/hits with P(GeV/c)<PBOUND do not take into account (kinematical cut)
 257
 258  protected:
 259
 260   ClassDef(AliTOFReconstructioner,1)  // Task class for TOF reconstruction
 261
 262 };
 263
 264 #endif // AliTOFRECONSTRUCTIONER_H