TOF/AliTOFT0maker.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, 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 /* $Id: AliTOFT0maker.cxx,v 1.8 2010/01/19 16:32:20 noferini Exp $ */
  16
  17 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  18 //                                                                         //
  19 //  This class contains the basic functions for the time zero              //
  20 //  evaluation with TOF detector informations.                             //
  21 // Use case in an analysis task:                                           //
  22 //                                                                         //
  23 // Create the object in the task constructor (fTOFmaker is a private var)  //
  24 // AliESDpid *extPID=new AliESDpid();                                      //
  25 // fTOFmaker = new AliTOFT0maker(extPID);                                  //
  26 // fTOFmaker->SetTimeResolution(100.0); // if you want set the TOF res     //
  27 // 115 ps is the TOF default resolution value                              //
  28 //                                                                         //
  29 // Use the RemakePID method in the task::Exec                              //
  30 // Double_t* calcolot0;                                                    //
  31 // calcolot0=fTOFmaker->RemakePID(fESD);                                   //
  32 // //calcolot0[0] = calculated event time                                  //
  33 // //calcolot0[1] = event time time resolution                             //
  34 // //calcolot0[2] = average event time for the current fill                //
  35 // //calcolot0[3] = tracks at TOF                                          //
  36 // //calcolot0[4] = calculated event time (only TOF)                       //
  37 // //calcolot0[5] = event time time resolution (only TOF)                  //
  38 // //calcolot0[6] = sigma t0 fill                                          //
  39 // //calcolot0[7] = tracks at TOF really used in tht algorithm             //
  40 //                                                                         //
  41 // Let consider that:                                                      //
  42 // - the PIF is automatically recalculated with the event time subtrction  //
  43 //                                                                         //
  44 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  45
  46 #include "AliTOFT0v1.h"
  47 #include "AliTOFT0maker.h"
  48 #include "AliPID.h"
  49 #include "AliLog.h"
  50 #include "AliESDpid.h"
  51 #include "AliESDEvent.h"
  52 #include "TFile.h"
  53 #include "TH1F.h"
  54 #include "AliTOFcalib.h"
  55 #include "AliTOFRunParams.h"
  56 #include "TRandom.h"
  57 #include "AliTOFHeader.h"
  58
  59 ClassImp(AliTOFT0maker)
  60
  61 //____________________________________________________________________________
  62 AliTOFT0maker::AliTOFT0maker():
  63   TObject(),
  64   fT0TOF(NULL),
  65   fPIDesd(NULL),
  66   fExternalPIDFlag(kFALSE),
  67   fTOFcalib(NULL),
  68   fNoTOFT0(0),
  69   fNmomBins(0),
  70   fTimeResolution(100),
  71   fT0sigma(1000),
  72   fHmapChannel(0),
  73   fKmask(0),
  74   fT0width(150.),
  75   fT0spreadExt(-1.),
  76   fT0fillExt(0)
  77 {
  78   // ctr
  79   fCalculated[0] = 0;
  80   fCalculated[1] = 0;
  81   fCalculated[2] = 0;
  82   fCalculated[3] = 0;
  83
  84   fT0cur[0]=0.;
  85   fT0cur[1]=0.;
  86
  87   if(AliPID::ParticleMass(0) == 0) new AliPID();
  88
  89   fPIDesd = new AliESDpid();
  90
  91   fNmomBins = fPIDesd->GetTOFResponse().GetNmomBins();
  92   SetTOFResponse();
  93
  94   fT0TOF = new AliTOFT0v1(fPIDesd);
  95
  96 }
  97 //____________________________________________________________________________
  98 AliTOFT0maker::AliTOFT0maker(AliESDpid *externalPID, AliTOFcalib *tofCalib):
  99     TObject(),
 100     fT0TOF(NULL),
 101     fPIDesd(externalPID),
 102     fExternalPIDFlag(kTRUE),
 103     fTOFcalib(tofCalib),
 104     fNoTOFT0(0),
 105     fNmomBins(0),
 106     fTimeResolution(100),
 107     fT0sigma(1000),
 108     fHmapChannel(0),
 109     fKmask(0),
 110     fT0width(150.),
 111     fT0spreadExt(-1.),
 112     fT0fillExt(0)
 113 {
 114   // ctr
 115   fCalculated[0] = 0;
 116   fCalculated[1] = 0;
 117   fCalculated[2] = 0;
 118   fCalculated[3] = 0;
 119
 120   fT0cur[0]=0.;
 121   fT0cur[1]=0.;
 122
 123   if(AliPID::ParticleMass(0) == 0) new AliPID();
 124
 125   if(!fPIDesd){
 126     fPIDesd = new AliESDpid();
 127     fExternalPIDFlag = kFALSE;
 128   }
 129
 130   fNmomBins = fPIDesd->GetTOFResponse().GetNmomBins();
 131   SetTOFResponse();
 132
 133   fT0TOF = new AliTOFT0v1(fPIDesd);
 134
 135 }
 136
 137 //____________________________________________________________________________
 138 AliTOFT0maker::~AliTOFT0maker()
 139 {
 140   // dtor
 141
 142   delete fT0TOF;
 143   if (!fExternalPIDFlag) delete fPIDesd;
 144 }
 145 //____________________________________________________________________________
 146 Double_t* AliTOFT0maker::ComputeT0TOF(AliESDEvent *esd,Double_t t0time,Double_t t0sigma){
 147   //
 148   // Remake TOF PID probabilities
 149   //
 150   Double_t t0tof[6];
 151
 152   if(fKmask) ApplyMask(esd);
 153
 154   Double_t t0fill = 0.;
 155
 156   fPIDesd->GetTOFResponse().ResetT0info();
 157
 158   /* get T0 spread from TOFcalib if available otherwise use default value */
 159   if (fTOFcalib && esd) {
 160     AliTOFRunParams *runParams = fTOFcalib->GetRunParams();
 161     if (runParams && runParams->GetTimestamp(0) != 0) {
 162       Float_t t0spread = runParams->EvalT0Spread(esd->GetTimeStamp());
 163       if(fT0spreadExt > 0) SetT0FillWidth(fT0spreadExt);
 164       else{
 165         SetT0FillWidth(t0spread);
 166         t0fill = fT0fillExt;
 167       }
 168     }
 169     else{
 170       if(fT0spreadExt > 0) SetT0FillWidth(fT0spreadExt);
 171       t0fill = fT0fillExt;
 172     }
 173   }
 174   else if(esd){
 175       Float_t t0spread = esd->GetSigma2DiamondZ(); // vertex pread ^2
 176       if(t0spread > 0) t0spread = TMath::Sqrt(t0spread)/0.0299792458;
 177
 178       if(fT0spreadExt > 0) SetT0FillWidth(fT0spreadExt);
 179       else{
 180           SetT0FillWidth(t0spread);
 181           t0fill = fT0fillExt;
 182       }
 183   }
 184
 185   Float_t thrGood = TMath::Max(Float_t(500.),fT0width*3);
 186
 187   fT0TOF->Init(esd);
 188   AliTOFT0v1* t0maker= fT0TOF;
 189
 190   t0maker->DefineT0("all",1.5,3.0);
 191   t0tof[0] = t0maker->GetResult(0);
 192   t0tof[1] = t0maker->GetResult(1);
 193   t0tof[2] = t0maker->GetResult(2);
 194   t0tof[3] = t0maker->GetResult(3);
 195   t0tof[4] = t0maker->GetResult(4);
 196   t0tof[5] = t0maker->GetResult(5);
 197
 198   Float_t lT0Current=0.;
 199   fT0sigma=1000;
 200
 201 //   Int_t nrun = esd->GetRunNumber();
 202
 203   t0time += t0fill;
 204
 205   Float_t sigmaFill = fT0width;
 206
 207   if(sigmaFill < 20) sigmaFill = 140;
 208
 209   fCalculated[0]=-1000*t0tof[0]; // best t0
 210   fCalculated[1]=1000*t0tof[1]; // sigma best t0
 211   fCalculated[2] = t0fill;    //t0 fill
 212   fCalculated[3] = t0tof[2];  // n TOF tracks
 213   fCalculated[4]=-1000*t0tof[0]; // TOF t0
 214   fCalculated[5]=1000*t0tof[1]; // TOF t0 sigma
 215   fCalculated[6]=sigmaFill; // sigma t0 fill
 216   fCalculated[7] = t0tof[3];  // n TOF tracks used for T0
 217
 218   if(fCalculated[7] > 30) thrGood = 10000000;
 219
 220   //statistics
 221   fCalculated[8] = t0tof[4]; // real time in s
 222   fCalculated[9] = t0tof[5]; // cpu time in s
 223
 224   if(fCalculated[1] < sigmaFill && TMath::Abs(fCalculated[0] - t0fill) < thrGood && fCalculated[1] < fTimeResolution*1.2){
 225     fT0sigma=fCalculated[1];
 226     lT0Current=fCalculated[0];
 227   }
 228   else{
 229     fCalculated[4] = t0fill;
 230     fCalculated[5] = sigmaFill;
 231   }
 232
 233   if(fCalculated[1] < 1 || fT0sigma > sigmaFill || fCalculated[1] > fTimeResolution* 1.2){
 234     fT0sigma =1000;
 235     fCalculated[4] = t0fill;
 236     fCalculated[5] = sigmaFill;
 237   }
 238
 239   if(t0sigma < 1000){
 240     if(fT0sigma < 1000){
 241       Double_t w1 = 1./t0sigma/t0sigma;
 242       Double_t w2 = 1./fCalculated[1]/fCalculated[1];
 243
 244       Double_t wtot = w1+w2;
 245
 246       lT0Current = (w1*t0time + w2*fCalculated[0]) / wtot;
 247       fT0sigma = TMath::Sqrt(1./wtot);
 248     }
 249     else{
 250       lT0Current=t0time;
 251       fT0sigma=t0sigma;
 252     }
 253   }
 254
 255   if(fT0sigma < sigmaFill && TMath::Abs(lT0Current - t0fill) < thrGood){
 256     fCalculated[1]=fT0sigma;
 257     fCalculated[0]=lT0Current;
 258   }
 259
 260   if(fT0sigma >= 1000 || fNoTOFT0){
 261     lT0Current = t0fill;
 262     fT0sigma = sigmaFill;
 263
 264     fCalculated[0] = t0fill;
 265     fCalculated[1] = sigmaFill;
 266   }
 267
 268   // T0 pt bin
 269   Float_t *t0values = new Float_t[fNmomBins];
 270   Float_t *t0resolution = new Float_t[fNmomBins];
 271   if(fCalculated[7] < 100){
 272     for(Int_t i=0;i<fNmomBins;i++){
 273       t0maker->DefineT0("all",fPIDesd->GetTOFResponse().GetMinMom(i),fPIDesd->GetTOFResponse().GetMaxMom(i));
 274       t0tof[0] = t0maker->GetResult(0);
 275       t0tof[1] = t0maker->GetResult(1);
 276       t0tof[2] = t0maker->GetResult(2);
 277       t0tof[3] = t0maker->GetResult(3);
 278
 279       Float_t t0bin =-1000*t0tof[0]; // best t0
 280       Float_t t0binRes =1000*t0tof[1]; // sigma best t0
 281
 282       if(t0binRes < sigmaFill  && t0binRes < fTimeResolution * 1.2 && TMath::Abs(t0bin - t0fill) < thrGood){
 283         // Ok T0
 284         if(t0sigma < 1000){
 285           Double_t w1 = 1./t0sigma/t0sigma;
 286           Double_t w2 = 1./t0binRes/t0binRes;
 287
 288           Double_t wtot = w1+w2;
 289
 290           t0bin = (w1*t0time + w2*t0bin) / wtot;
 291           t0binRes = TMath::Sqrt(1./wtot);
 292         }
 293       }
 294       else{
 295         t0bin = t0fill;
 296         t0binRes = sigmaFill;
 297         if(t0sigma < 1000){
 298           t0bin = t0time;
 299            t0binRes= t0sigma;
 300         }
 301       }
 302       t0values[i] = t0bin;
 303       t0resolution[i] = t0binRes;
 304     }
 305   }
 306   else{
 307     for(Int_t i=0;i<fNmomBins;i++){
 308       t0values[i] = lT0Current;
 309       t0resolution[i] = fT0sigma;
 310     }
 311   }
 312   for(Int_t i=0;i<fNmomBins;i++){
 313     fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0bin(i,t0values[i]);
 314     fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0binRes(i,t0resolution[i]);
 315   }
 316
 317   delete[] t0values;
 318   delete[] t0resolution;
 319
 320   return fCalculated;
 321 }
 322 //____________________________________________________________________________
 323 Double_t  *AliTOFT0maker::GetT0p(Float_t p){// [0]=to -- [1] = sigma T0
 324   Int_t i=fPIDesd->GetTOFResponse().GetMomBin(p);
 325
 326   fT0cur[0] = fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i);
 327   fT0cur[1] = fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0binRes(i);
 328
 329   return fT0cur;
 330 }
 331 //____________________________________________________________________________
 332 void AliTOFT0maker::SetTOFResponse(){
 333   fPIDesd->GetTOFResponse().SetTimeResolution(fTimeResolution);
 334 }
 335 //____________________________________________________________________________
 336 Float_t AliTOFT0maker::GetExpectedSigma(Float_t mom, Float_t tof, Float_t mass){
 337   Float_t sigma = fPIDesd->GetTOFResponse().GetExpectedSigma(mom,tof,mass);
 338
 339   return sigma;
 340 }
 341 //____________________________________________________________________________
 342 void AliTOFT0maker::ApplyT0TOF(AliESDEvent *esd){
 343   //
 344   // Recalculate TOF PID probabilities
 345   //
 346
 347 // subtruct t0 for each track
 348    Int_t ntracks = esd->GetNumberOfTracks();
 349
 350    while (ntracks--) {
 351        AliESDtrack *t=esd->GetTrack(ntracks);
 352
 353        if ((t->GetStatus()&AliESDtrack::kTOFout)==0) continue;
 354
 355        Double_t time=t->GetTOFsignal();
 356        Float_t p = t->GetP();
 357
 358        Double_t *t0=GetT0p(p);
 359        time -= t0[0];
 360        t->SetTOFsignal(time);
 361    }
 362
 363    for(Int_t i=0;i<fNmomBins;i++){
 364        fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0bin(i,0.0);
 365    }
 366
 367   //
 368 }
 369 //____________________________________________________________________________
 370 void  AliTOFT0maker::LoadChannelMap(char *filename){
 371   // Load the histo with the channel off map
 372   TFile *f= new TFile(filename);
 373   if(!f){
 374     printf("Cannot open the channel map file (%s)\n",filename);
 375     return;
 376   }
 377
 378   fHmapChannel = (TH1F *) f->Get("hChEnabled");
 379
 380   if(!fHmapChannel){
 381     printf("Cannot laod the channel map histo (from %s)\n",filename);
 382     return;
 383   }
 384
 385 }
 386 //____________________________________________________________________________
 387 void AliTOFT0maker::ApplyMask(AliESDEvent * const esd){
 388   // Switch off the disable channel
 389   if(!fHmapChannel){
 390     printf("Channel Map is not available\n");
 391     return;
 392   }
 393
 394   Int_t ntracks = esd->GetNumberOfTracks();
 395
 396   while (ntracks--) {
 397     AliESDtrack *t=esd->GetTrack(ntracks);
 398
 399     if ((t->GetStatus()&AliESDtrack::kTOFout)==0) continue;
 400
 401     Int_t chan = t->GetTOFCalChannel();
 402
 403     if(fHmapChannel->GetBinContent(chan) < 0.01){
 404       t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFout);
 405     }
 406   }
 407 }
 408
 409 Float_t
 410 AliTOFT0maker::TuneForMC(AliESDEvent *esd){ // return true T0 event
 411   //
 412   // tune for MC data
 413   //
 414
 415   Float_t TOFtimeResolutionDefault=80;
 416
 417   Float_t t0 = gRandom->Gaus(0.,fT0width);
 418
 419   Float_t extraSmearing = 0;
 420
 421   if(fTimeResolution > TOFtimeResolutionDefault){
 422     extraSmearing = TMath::Sqrt(fTimeResolution*fTimeResolution - TOFtimeResolutionDefault*TOFtimeResolutionDefault);
 423   }
 424
 425   // subtruct t0 for each track
 426   Int_t ntracks = esd->GetNumberOfTracks();
 427
 428   while (ntracks--) {
 429     AliESDtrack *t=esd->GetTrack(ntracks);
 430
 431     if ((t->GetStatus()&AliESDtrack::kTOFout)==0) continue;
 432
 433     /* check if channel is enabled */
 434     if (fTOFcalib){
 435         if(!fTOFcalib->IsChannelEnabled(t->GetTOFCalChannel())) {
 436             /* reset TOF status */
 437             t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFin);
 438             t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFout);
 439             t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFmismatch);
 440             t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFpid);
 441         }
 442     }
 443
 444     Double_t time=t->GetTOFsignal();
 445
 446     time += t0;
 447
 448     if(extraSmearing>0){
 449       Float_t smearing = gRandom->Gaus(0.,extraSmearing);
 450       time += smearing;
 451     }
 452
 453     t->SetTOFsignal(time);
 454   }
 455   //
 456   return t0;
 457 }
 458 //_________________________________________________________________________
 459 void     AliTOFT0maker::WriteInESD(AliESDEvent *esd){
 460   //
 461   // Write t0Gen, t0ResGen, nt0;
 462   //       t0resESD[0:nt0], it0ESD[0:nt0]
 463   // in the AliESDEvent
 464   //
 465     Int_t nMomBins = fPIDesd->GetTOFResponse().GetNmomBins();
 466
 467     Int_t nt0=0;
 468     Float_t *t0 = new Float_t[nMomBins];
 469     Float_t *t0res = new Float_t[nMomBins];
 470     Int_t *multT0 = new Int_t[nMomBins];
 471
 472     for(Int_t i=0;i<nMomBins;i++){
 473 //      printf("START %i) %f %f\n",i,fT0event[i],fT0resolution[i]);
 474         multT0[i]=0;
 475         Bool_t kNewT0=kTRUE;
 476         for(Int_t j=0;j < nt0;j++){
 477             if(TMath::Abs(fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i) - t0[j])<0.1){
 478                 kNewT0=kFALSE;
 479                 multT0[j]++;
 480                 j=nMomBins*10;
 481             }
 482         }
 483         if(kNewT0){
 484             t0[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i);
 485             t0res[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0binRes(i);
 486             nt0++;
 487         }
 488     }
 489
 490     Int_t iMultT0=0,nmult=0;
 491     for(Int_t j=0;j < nt0;j++){ // find the most frequent
 492         if(multT0[j] > nmult){
 493             iMultT0 = j;
 494             nmult = multT0[j];
 495         }
 496     }
 497
 498     Float_t *t0ESD = new Float_t[nMomBins];
 499     Float_t *t0resESD = new Float_t[nMomBins];
 500     Int_t *it0ESD = new Int_t[nMomBins];
 501
 502     Float_t t0Gen,t0ResGen;
 503     t0Gen = t0[iMultT0];
 504     t0ResGen = t0res[iMultT0];
 505     nt0=0;
 506     //  printf("T0 to ESD\n%f %f\n",t0Gen,t0ResGen);
 507     for(Int_t i=0;i<nMomBins;i++){
 508         if(TMath::Abs(fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i) - t0Gen)>0.1){
 509             t0ESD[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i);
 510             t0resESD[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0binRes(i);
 511             it0ESD[nt0]=i;
 512 //          printf("%i) %f %f %i\n",nt0,t0ESD[nt0],t0resESD[nt0],it0ESD[nt0]);
 513             nt0++;
 514         }
 515     }
 516
 517     // Write  t0Gen,t0ResGen; nt0; t0resESD[0:nt0],it0ESD[0:nt0] in the AliESDEvent
 518
 519    AliTOFHeader *tofHeader =
 520         new AliTOFHeader(t0Gen,t0ResGen,nt0,
 521                          t0ESD,t0resESD,it0ESD,fTimeResolution,fT0width);
 522
 523     esd->SetTOFHeader(tofHeader);
 524
 525     AliDebug(1,Form("resTOF=%f T0spread=%f t0Gen=%f t0resGen=%f",fTimeResolution,fT0width,t0Gen,t0ResGen));
 526     AliDebug(1,Form("%d ",nt0));
 527     for (Int_t ii=0; ii<nt0; ii++)
 528       AliDebug(1,Form("pBin=%d t0val=%f t0res=%f",it0ESD[ii],t0ESD[ii],t0resESD[ii]));
 529
 530     delete[] t0;
 531     t0 = NULL;
 532     delete[] t0res;
 533     t0res = NULL;
 534     delete[] multT0;
 535     multT0 = NULL;
 536     delete[] t0ESD;
 537     t0ESD = NULL;
 538     delete[] t0resESD;
 539     t0resESD = NULL;
 540     delete[] it0ESD;
 541     it0ESD = NULL;
 542
 543 }