TPC/AliTPCComparison.C

   1 /****************************************************************************
   2  *           Very important, delicate and rather obscure macro.             *
   3  *                                                                          *
   4  *               Creates list of "trackable" tracks,                        *
   5  *             calculates efficiency, resolutions etc.                      *
   6  *                                                                          *
   7  *           Origin: I.Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch                 *
   8  * with several nice improvements by: M.Ivanov, GSI, m.ivanov@gsi.de        *
   9  ****************************************************************************/
  10
  11 #ifndef __CINT__
  12   #include "alles.h"
  13   #include "AliTPCtracker.h"
  14   #include "AliRunLoader.h"
  15   #include "AliMagF.h"
  16 #endif
  17
  18 struct GoodTrackTPC {
  19   Int_t lab;
  20   Int_t code;
  21   Float_t px,py,pz;
  22   Float_t x,y,z;
  23 };
  24
  25 Int_t good_tracks_tpc(GoodTrackTPC *gt, const Int_t max, const char* evfoldname);
  26
  27 Int_t AliTPCComparison(Int_t event=0) {
  28
  29    if (gAlice)
  30     {
  31        delete gAlice->GetRunLoader();
  32        delete gAlice;//if everything was OK here it is already NULL
  33        gAlice = 0x0;
  34     }
  35
  36    cerr<<"Doing comparison...\n";
  37
  38    const Int_t MAX=20000;
  39    Int_t good_tracks_tpc(GoodTrackTPC *gt, const Int_t max, const char* evfoldname = AliConfig::fgkDefaultEventFolderName);//declaration only
  40
  41    gBenchmark->Start("AliTPCComparison");
  42
  43    AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Open("galice.root","COMPARISON");
  44    if (!rl)
  45      {
  46        cerr<<"Can't start sesion !\n";
  47        return 1;
  48      }
  49
  50    rl->LoadgAlice();
  51    if (rl->GetAliRun())
  52     AliKalmanTrack::SetConvConst(1000/0.299792458/rl->GetAliRun()->Field()->SolenoidField());
  53    else
  54     {
  55        cerr<<"AliTPCComparison.C :Can't get AliRun !\n";
  56        return 1;
  57     }
  58    rl->UnloadgAlice();
  59
  60    AliLoader * tpcl = rl->GetLoader("TPCLoader");
  61    if (tpcl == 0x0)
  62      {
  63        cerr<<"AliTPCComparison.C : Can not find TPCLoader\n";
  64        delete rl;
  65        return 3;
  66      }
  67
  68    Int_t nentr=0,i=0; TObjArray tarray(MAX);
  69    { /*Load tracks*/
  70
  71      tpcl->LoadTracks();
  72
  73      TTree *tracktree=tpcl->TreeT();
  74      if (!tracktree) {cerr<<"Can't get a tree with TPC tracks !\n"; return 4;}
  75
  76      TBranch *tbranch=tracktree->GetBranch("tracks");
  77      nentr=(Int_t)tracktree->GetEntries();
  78      AliTPCtrack *iotrack=0;
  79      for (i=0; i<nentr; i++)
  80       {
  81        iotrack=new AliTPCtrack;
  82        tbranch->SetAddress(&iotrack);
  83        tracktree->GetEvent(i);
  84        tarray.AddLast(iotrack);
  85       }
  86      tpcl->UnloadTracks();
  87    }
  88
  89    /* Generate a list of "good" tracks */
  90
  91    GoodTrackTPC gt[MAX];
  92    Int_t ngood=0;
  93    ifstream in("good_tracks_tpc");
  94    if (in) {
  95       cerr<<"Reading good tracks...\n";
  96       while (in>>gt[ngood].lab>>gt[ngood].code>>
  97                  gt[ngood].px>>gt[ngood].py>>gt[ngood].pz>>
  98                  gt[ngood].x >>gt[ngood].y >>gt[ngood].z) {
  99          ngood++;
 100          cerr<<ngood<<'\r';
 101          if (ngood==MAX) {
 102             cerr<<"Too many good tracks !\n";
 103             break;
 104          }
 105       }
 106       if (!in.eof()) cerr<<"Read error (good_tracks_tpc) !\n";
 107    } else {
 108       cerr<<"Marking good tracks (this will take a while)...\n";
 109       ngood=good_tracks_tpc(gt,MAX,"COMPARISON");
 110       ofstream out("good_tracks_tpc");
 111       if (out) {
 112          for (Int_t ngd=0; ngd<ngood; ngd++)
 113             out<<gt[ngd].lab<<' '<<gt[ngd].code<<' '<<
 114                  gt[ngd].px<<' '<<gt[ngd].py<<' '<<gt[ngd].pz<<' '<<
 115                  gt[ngd].x <<' '<<gt[ngd].y <<' '<<gt[ngd].z <<endl;
 116       } else cerr<<"Can not open file (good_tracks_tpc) !\n";
 117       out.close();
 118    }
 119
 120
 121
 122    TH1F *hp=new TH1F("hp","PHI resolution",50,-20.,20.); hp->SetFillColor(4);
 123    TH1F *hl=new TH1F("hl","LAMBDA resolution",50,-20,20);hl->SetFillColor(4);
 124    TH1F *hpt=new TH1F("hpt","Relative Pt resolution",30,-10.,10.);
 125    hpt->SetFillColor(2);
 126    TH1F *hmpt=new TH1F("hmpt","Relative Pt resolution (pt>4GeV/c)",30,-60,60);
 127    hmpt->SetFillColor(6);
 128
 129    TH1F *hgood=new TH1F("hgood","Good tracks",30,0.1,6.1);
 130    TH1F *hfound=new TH1F("hfound","Found tracks",30,0.1,6.1);
 131    TH1F *hfake=new TH1F("hfake","Fake tracks",30,0.1,6.1);
 132    TH1F *hg=new TH1F("hg","",30,0.1,6.1); //efficiency for good tracks
 133    hg->SetLineColor(4); hg->SetLineWidth(2);
 134    TH1F *hf=new TH1F("hf","Efficiency for fake tracks",30,0.1,6.1);
 135    hf->SetFillColor(1); hf->SetFillStyle(3013); hf->SetLineWidth(2);
 136
 137    TH1F *he =new TH1F("he","dE/dX for pions with 0.4<p<0.5 GeV/c",50,0.,100.);
 138    TH2F *hep=new TH2F("hep","dE/dX vs momentum",50,0.,2.,50,0.,400.);
 139    hep->SetMarkerStyle(8);
 140    hep->SetMarkerSize(0.4);
 141
 142    //MI change
 143    Int_t mingood=ngood;
 144    Int_t track_notfound[MAX], itrack_notfound=0;
 145    Int_t track_fake[MAX], itrack_fake=0;
 146    Int_t track_multifound[MAX], track_multifound_n[MAX], itrack_multifound=0;
 147
 148    while (ngood--) {
 149       Int_t lab=gt[ngood].lab,tlab=-1;
 150       Float_t ptg=
 151       TMath::Sqrt(gt[ngood].px*gt[ngood].px + gt[ngood].py*gt[ngood].py);
 152
 153       if (ptg<1e-33) continue; // for those not crossing 0 pad row
 154
 155       hgood->Fill(ptg);
 156
 157       AliTPCtrack *track=0;
 158       for (i=0; i<nentr; i++) {
 159           track=(AliTPCtrack*)tarray.UncheckedAt(i);
 160           tlab=track->GetLabel();
 161           if (lab==TMath::Abs(tlab)) break;
 162       }
 163       if (i==nentr) {
 164         track_notfound[itrack_notfound++]=lab;
 165         continue;
 166       }
 167
 168       //MI change  - addition
 169       Int_t micount=0;
 170       Int_t mi;
 171       AliTPCtrack * mitrack;
 172       for (mi=0; mi<nentr; mi++) {
 173         mitrack=(AliTPCtrack*)tarray.UncheckedAt(mi);
 174         if (lab==TMath::Abs(mitrack->GetLabel())) micount++;
 175       }
 176       if (micount>1) {
 177         track_multifound[itrack_multifound]=lab;
 178         track_multifound_n[itrack_multifound]=micount;
 179         itrack_multifound++;
 180       }
 181
 182       Double_t xk=gt[ngood].x;
 183       track->PropagateTo(xk);
 184
 185       if (lab==tlab) hfound->Fill(ptg);
 186       else {
 187         track_fake[itrack_fake++]=lab;
 188         hfake->Fill(ptg);
 189       }
 190
 191       Double_t par[5]; track->GetExternalParameters(xk,par);
 192       Float_t phi=TMath::ASin(par[2]) + track->GetAlpha();
 193       if (phi<-TMath::Pi()) phi+=2*TMath::Pi();
 194       if (phi>=TMath::Pi()) phi-=2*TMath::Pi();
 195       Float_t lam=TMath::ATan(par[3]);
 196       Float_t pt_1=TMath::Abs(par[4]);
 197
 198       if (TMath::Abs(gt[ngood].code)==11 && ptg>4.) {
 199          hmpt->Fill((pt_1 - 1/ptg)/(1/ptg)*100.);
 200       } else {
 201          Float_t phig=TMath::ATan2(gt[ngood].py,gt[ngood].px);
 202          hp->Fill((phi - phig)*1000.);
 203
 204          Float_t lamg=TMath::ATan2(gt[ngood].pz,ptg);
 205          hl->Fill((lam - lamg)*1000.);
 206
 207          hpt->Fill((pt_1 - 1/ptg)/(1/ptg)*100.);
 208       }
 209
 210       Float_t mom=1./(pt_1*TMath::Cos(lam));
 211       Float_t dedx=track->GetdEdx();
 212       hep->Fill(mom,dedx,1.);
 213       if (TMath::Abs(gt[ngood].code)==211)
 214          if (mom>0.4 && mom<0.5) {
 215             he->Fill(dedx,1.);
 216          }
 217
 218    }
 219
 220    cout<<"\nList of Not found tracks :\n";
 221    for ( i = 0; i< itrack_notfound; i++){
 222      cout<<track_notfound[i]<<"\t";
 223      if ((i%5)==4) cout<<"\n";
 224    }
 225    cout<<"\nList of fake  tracks :\n";
 226    for ( i = 0; i< itrack_fake; i++){
 227      cout<<track_fake[i]<<"\t";
 228      if ((i%5)==4) cout<<"\n";
 229    }
 230     cout<<"\nList of multiple found tracks :\n";
 231    for ( i=0; i<itrack_multifound; i++) {
 232        cout<<"id.   "<<track_multifound[i]
 233            <<"     found - "<<track_multifound_n[i]<<"times\n";
 234    }
 235
 236    Stat_t ng=hgood->GetEntries(), nf=hfound->GetEntries();
 237    if (ng!=0) cerr<<"\n\nIntegral efficiency is about "<<nf/ng*100.<<" %\n";
 238    cout<<"Total number of found tracks ="<<nentr<<endl;
 239    cout<<"Total number of \"good\" tracks ="
 240        <<mingood<<"   (selected for comparison: "<<ng<<')'<<endl<<endl;
 241
 242
 243    gStyle->SetOptStat(111110);
 244    gStyle->SetOptFit(1);
 245
 246    TCanvas *c1=new TCanvas("c1","",0,0,700,850);
 247
 248    TPad *p1=new TPad("p1","",0,0.3,.5,.6); p1->Draw();
 249    p1->cd(); p1->SetFillColor(42); p1->SetFrameFillColor(10);
 250    hp->SetFillColor(4);  hp->SetXTitle("(mrad)"); hp->Fit("gaus"); c1->cd();
 251
 252    TPad *p2=new TPad("p2","",0.5,.3,1,.6); p2->Draw();
 253    p2->cd(); p2->SetFillColor(42); p2->SetFrameFillColor(10);
 254    hl->SetXTitle("(mrad)"); hl->Fit("gaus"); c1->cd();
 255
 256    TPad *p3=new TPad("p3","",0,0,0.5,0.3); p3->Draw();
 257    p3->cd(); p3->SetFillColor(42); p3->SetFrameFillColor(10);
 258    hpt->SetXTitle("(%)"); hpt->Fit("gaus"); c1->cd();
 259
 260    TPad *p4=new TPad("p4","",0.5,0,1,0.3); p4->Draw();
 261    p4->cd(); p4->SetFillColor(42); p4->SetFrameFillColor(10);
 262    hmpt->SetXTitle("(%)"); hmpt->Fit("gaus"); c1->cd();
 263
 264    TPad *p5=new TPad("p5","",0,0.6,1,1); p5->Draw(); p5->cd();
 265    p5->SetFillColor(41); p5->SetFrameFillColor(10);
 266    hfound->Sumw2(); hgood->Sumw2(); hfake->Sumw2();
 267    hg->Divide(hfound,hgood,1,1.,"b");
 268    hf->Divide(hfake,hgood,1,1.,"b");
 269    hg->SetMaximum(1.4);
 270    hg->SetYTitle("Tracking efficiency");
 271    hg->SetXTitle("Pt (GeV/c)");
 272    hg->Draw();
 273
 274    TLine *line1 = new TLine(0.1,1.0,6.1,1.0); line1->SetLineStyle(4);
 275    line1->Draw("same");
 276    TLine *line2 = new TLine(0.1,0.9,6.1,0.9); line2->SetLineStyle(4);
 277    line2->Draw("same");
 278
 279    hf->SetFillColor(1);
 280    hf->SetFillStyle(3013);
 281    hf->SetLineColor(2);
 282    hf->SetLineWidth(2);
 283    hf->Draw("histsame");
 284    TText *text = new TText(0.461176,0.248448,"Fake tracks");
 285    text->SetTextSize(0.05);
 286    text->Draw();
 287    text = new TText(0.453919,1.11408,"Good tracks");
 288    text->SetTextSize(0.05);
 289    text->Draw();
 290
 291
 292
 293    TCanvas *c2=new TCanvas("c2","",320,32,530,590);
 294
 295    TPad *p6=new TPad("p6","",0.,0.,1.,.5); p6->Draw();
 296    p6->cd(); p6->SetFillColor(42); p6->SetFrameFillColor(10);
 297    he->SetFillColor(2); he->SetFillStyle(3005);
 298    he->SetXTitle("Arbitrary Units");
 299    he->Fit("gaus"); c2->cd();
 300
 301    TPad *p7=new TPad("p7","",0.,0.5,1.,1.); p7->Draw();
 302    p7->cd(); p7->SetFillColor(42); p7->SetFrameFillColor(10);
 303    hep->SetXTitle("p (Gev/c)"); hep->SetYTitle("dE/dX (Arb. Units)");
 304    hep->Draw(); c1->cd();
 305
 306    gBenchmark->Stop("AliTPCComparison");
 307    gBenchmark->Show("AliTPCComparison");
 308
 309    delete rl;
 310    return 0;
 311 }
 312
 313
 314 Int_t good_tracks_tpc(GoodTrackTPC *gt, const Int_t max, const char* evfoldname) {
 315    Int_t nt=0;
 316
 317    AliRunLoader* rl = AliRunLoader::GetRunLoader(evfoldname);
 318    if (rl == 0x0)
 319     {
 320       ::Fatal("AliTPCComparison.C::good_tracks_tpc",
 321               "Can not find Run Loader in Folder Named %s",
 322               evfoldname);
 323     }
 324    AliLoader * tpcl = rl->GetLoader("TPCLoader");
 325    if (tpcl == 0x0)
 326      {
 327        cerr<<"AliTPCHits2Digits.C : Can not find TPCLoader\n";
 328        delete rl;
 329        return 0;
 330      }
 331
 332    rl->LoadgAlice();
 333
 334    AliTPC *TPC=(AliTPC*)rl->GetAliRun()->GetDetector("TPC");
 335    Int_t ver = TPC->IsVersion();
 336    cerr<<"TPC version "<<ver<<" has been found !\n";
 337
 338    rl->CdGAFile();
 339    AliTPCParamSR *digp=(AliTPCParamSR*)gDirectory->Get("75x40_100x60_150x60");
 340    if (!digp) { cerr<<"TPC parameters have not been found !\n"; exit(6); }
 341    TPC->SetParam(digp);
 342
 343    rl->LoadHeader();
 344
 345    Int_t np = rl->GetHeader()->GetNtrack();
 346
 347
 348    Int_t nrow_up=digp->GetNRowUp();
 349    Int_t nrows=digp->GetNRowLow()+nrow_up;
 350    Int_t zero=digp->GetZeroSup();
 351    Int_t gap=Int_t(0.125*nrows), shift=Int_t(0.5*gap);
 352    Int_t good_number=Int_t(0.4*nrows);
 353
 354    Int_t *good=new Int_t[np];
 355    Int_t i;
 356    for (i=0; i<np; i++) good[i]=0;
 357
 358
 359    switch (ver) {
 360    case 1:
 361      {
 362       tpcl->LoadRecPoints();
 363       AliTPCClustersArray *pca=new AliTPCClustersArray, &ca=*pca;
 364       ca.Setup(digp);
 365       ca.SetClusterType("AliTPCcluster");
 366       ca.ConnectTree(tpcl->TreeR());
 367       Int_t nrows=Int_t(ca.GetTree()->GetEntries());
 368       for (Int_t n=0; n<nrows; n++) {
 369           AliSegmentID *s=ca.LoadEntry(n);
 370           Int_t sec,row;
 371           digp->AdjustSectorRow(s->GetID(),sec,row);
 372           AliTPCClustersRow &clrow = *ca.GetRow(sec,row);
 373           Int_t ncl=clrow.GetArray()->GetEntriesFast();
 374           while (ncl--) {
 375               AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)clrow[ncl];
 376               Int_t lab=c->GetLabel(0);
 377               if (lab<0) continue; //noise cluster
 378               lab=TMath::Abs(lab);
 379
 380               if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 381                  if (row==nrow_up-1) good[lab]|=0x4000;
 382               if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 383                  if (row==nrow_up-1-gap) good[lab]|=0x1000;
 384
 385               if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 386                  if (row==nrow_up-1-shift) good[lab]|=0x2000;
 387               if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 388                  if (row==nrow_up-1-gap-shift) good[lab]|=0x800;
 389
 390               good[lab]++;
 391           }
 392           ca.ClearRow(sec,row);
 393       }
 394       delete pca;
 395       tpcl->UnloadRecPoints();
 396      }
 397      break;
 398    case 2:
 399      {
 400       tpcl->LoadDigits();
 401       TTree *TD=tpcl->TreeD();
 402
 403       AliSimDigits da, *digits=&da;
 404       TD->GetBranch("Segment")->SetAddress(&digits);
 405
 406       Int_t *count = new Int_t[np];
 407       Int_t i;
 408       for (i=0; i<np; i++) count[i]=0;
 409
 410       Int_t sectors_by_rows=(Int_t)TD->GetEntries();
 411       for (i=0; i<sectors_by_rows; i++) {
 412           if (!TD->GetEvent(i)) continue;
 413           Int_t sec,row;
 414           digp->AdjustSectorRow(digits->GetID(),sec,row);
 415           cerr<<sec<<' '<<row<<"                                     \r";
 416           digits->First();
 417           do { //Many thanks to J.Chudoba who noticed this
 418               Int_t it=digits->CurrentRow(), ip=digits->CurrentColumn();
 419               Short_t dig = digits->GetDigit(it,ip);
 420               Int_t idx0=digits->GetTrackID(it,ip,0);
 421               Int_t idx1=digits->GetTrackID(it,ip,1);
 422               Int_t idx2=digits->GetTrackID(it,ip,2);
 423               if (idx0>=0 && dig>=zero && idx0<np) count[idx0]+=1;
 424               if (idx1>=0 && dig>=zero && idx1<np) count[idx1]+=1;
 425               if (idx2>=0 && dig>=zero && idx2<np) count[idx2]+=1;
 426           } while (digits->Next());
 427           for (Int_t j=0; j<np; j++) {
 428               if (count[j]>1) {
 429                  if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 430                    if (row==nrow_up-1    ) good[j]|=0x4000;
 431                  if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 432                    if (row==nrow_up-1-gap) good[j]|=0x1000;
 433
 434                  if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 435                    if (row==nrow_up-1-shift) good[j]|=0x2000;
 436                  if (sec>=digp->GetNInnerSector())
 437                    if (row==nrow_up-1-gap-shift) good[j]|=0x800;
 438                  good[j]++;
 439               }
 440               count[j]=0;
 441           }
 442       }
 443       delete[] count;
 444       tpcl->UnloadDigits();
 445      }
 446       break;
 447    default:
 448       cerr<<"Invalid TPC version !\n";
 449       delete rl;
 450       exit(7);
 451    }
 452
 453    rl->LoadKinematics();
 454    AliStack* stack = rl->Stack();
 455    /** select tracks which are "good" enough **/
 456    for (i=0; i<np; i++) {
 457       if ((good[i]&0x5000) != 0x5000)
 458       if ((good[i]&0x2800) != 0x2800) continue;
 459       if ((good[i]&0x7FF ) < good_number) continue;
 460
 461       TParticle *p = (TParticle*)stack->Particle(i);
 462       if (p == 0x0)
 463        {
 464          cerr<<"Can not get particle "<<i<<endl;
 465          continue;
 466        }
 467       if (p->Pt()<0.100) continue;
 468       if (TMath::Abs(p->Pz()/p->Pt())>0.999) continue;
 469
 470       Int_t j=p->GetFirstMother();
 471       if (j>=0) {
 472         TParticle *pp = (TParticle*)stack->Particle(j);
 473         if (pp == 0x0)
 474          {
 475            cerr<<"Can not get particle "<<j<<endl;
 476            continue;
 477          }
 478         if (pp->GetFirstMother()>=0) continue;//only one decay is allowed
 479         /*  for cascade hyperons only
 480         Int_t jj=pp->GetFirstMother();
 481         if (jj>=0) {
 482           TParticle *ppp = (TParticle*)stack->Particle(jj);
 483           if (ppp->GetFirstMother()>=0) continue;//two decays are allowed
 484         }
 485         */
 486       }
 487
 488       gt[nt].lab=i;
 489       gt[nt].code=p->GetPdgCode();
 490       gt[nt].px=0.; gt[nt].py=0.; gt[nt].pz=0.;
 491       gt[nt].x=0.; gt[nt].y=0.; gt[nt].z=0.;
 492       nt++;
 493       if (nt==max) {cerr<<"Too many good tracks !\n"; break;}
 494       cerr<<np-i<<"                \r";
 495    }
 496    rl->UnloadKinematics();
 497
 498    /** check if there is also information at the entrance of the TPC **/
 499
 500    tpcl->LoadHits();
 501    TTree *TH=tpcl->TreeH();
 502    TPC->SetTreeAddress();
 503    np=(Int_t)TH->GetEntries();
 504    for (i=0; i<np; i++) {
 505       TPC->ResetHits();
 506       TH->GetEvent(i);
 507       AliTPChit *phit = (AliTPChit*)TPC->FirstHit(-1);
 508       for ( ; phit; phit=(AliTPChit*)TPC->NextHit() ) {
 509          if (phit->fQ !=0. ) continue;
 510
 511          Double_t px=phit->X(), py=phit->Y(), pz=phit->Z();
 512
 513          if ((phit=(AliTPChit*)TPC->NextHit())==0) break;
 514          if (phit->fQ != 0.) continue;
 515
 516          Double_t x=phit->X(), y=phit->Y(), z=phit->Z();
 517          if (TMath::Sqrt(x*x+y*y)>90.) continue;
 518
 519          Int_t j, lab=phit->Track();
 520          for (j=0; j<nt; j++) {if (gt[j].lab==lab) break;}
 521          if (j==nt) continue;
 522
 523          // (px,py,pz) - in global coordinate system, (x,y,z) - in local !
 524          gt[j].px=px; gt[j].py=py; gt[j].pz=pz;
 525          Float_t cs,sn; digp->AdjustCosSin(phit->fSector,cs,sn);
 526          gt[j].x = x*cs + y*sn;
 527          gt[j].y =-x*sn + y*cs;
 528          gt[j].z = z;
 529       }
 530       cerr<<np-i<<"                \r";
 531    }
 532
 533    delete[] good;
 534
 535    tpcl->UnloadHits();
 536    rl->UnloadgAlice();
 537
 538    gBenchmark->Stop("AliTPCComparison");
 539    gBenchmark->Show("AliTPCComparison");
 540    return nt;
 541 }