Updated macro by J. Belikov
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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 #endif
15
16 struct GoodTrackTPC {
17   Int_t lab;
18   Int_t code;
19   Float_t px,py,pz;
20   Float_t x,y,z;
21 };
22
23 Int_t AliTPCComparison(Int_t event=0) {
24    cerr<<"Doing comparison...\n";
25
26    const Int_t MAX=20000;
27    Int_t good_tracks_tpc(GoodTrackTPC *gt, const Int_t max, const Int_t event);
28
29    gBenchmark->Start("AliTPCComparison");
30
31    Int_t nentr=0,i=0; TObjArray tarray(MAX);
32    { /*Load tracks*/
33    TFile *tf=TFile::Open("AliTPCtracks.root");
34    if (!tf->IsOpen()) {cerr<<"Can't open AliTPCtracks.root !\n"; return 3;}
35
36    char tname[100]; sprintf(tname,"TreeT_TPC_%d",event);
37    TTree *tracktree=(TTree*)tf->Get(tname);
38    if (!tracktree) {cerr<<"Can't get a tree with TPC tracks !\n"; return 4;}
39
40    TBranch *tbranch=tracktree->GetBranch("tracks");
41    nentr=(Int_t)tracktree->GetEntries();
42    AliTPCtrack *iotrack=0;
43    for (i=0; i<nentr; i++) {
44        iotrack=new AliTPCtrack;
45        tbranch->SetAddress(&iotrack);
46        tracktree->GetEvent(i);
47        tarray.AddLast(iotrack);
48    }   
49    delete tracktree; //Thanks to Mariana Bondila
50    tf->Close();
51    }
52
53    /* Generate a list of "good" tracks */
54    GoodTrackTPC gt[MAX];
55    Int_t ngood=0;
56    ifstream in("good_tracks_tpc");
57    if (in) {
58       cerr<<"Reading good tracks...\n";
59       while (in>>gt[ngood].lab>>gt[ngood].code>>
60                  gt[ngood].px>>gt[ngood].py>>gt[ngood].pz>>
61                  gt[ngood].x >>gt[ngood].y >>gt[ngood].z) {
62          ngood++;
63          cerr<<ngood<<'\r';
64          if (ngood==MAX) {
65             cerr<<"Too many good tracks !\n";
66             break;
67          }
68       }
69       if (!in.eof()) cerr<<"Read error (good_tracks_tpc) !\n";
70    } else {
71       cerr<<"Marking good tracks (this will take a while)...\n";
72       ngood=good_tracks_tpc(gt,MAX, event);
73       ofstream out("good_tracks_tpc");
74       if (out) {
75          for (Int_t ngd=0; ngd<ngood; ngd++)            
76             out<<gt[ngd].lab<<' '<<gt[ngd].code<<' '<<
77                  gt[ngd].px<<' '<<gt[ngd].py<<' '<<gt[ngd].pz<<' '<<
78                  gt[ngd].x <<' '<<gt[ngd].y <<' '<<gt[ngd].z <<endl;
79       } else cerr<<"Can not open file (good_tracks_tpc) !\n";
80       out.close();
81    }
82
83
84
85    TH1F *hp=new TH1F("hp","PHI resolution",50,-20.,20.); hp->SetFillColor(4);
86    TH1F *hl=new TH1F("hl","LAMBDA resolution",50,-20,20);hl->SetFillColor(4);
87    TH1F *hpt=new TH1F("hpt","Relative Pt resolution",30,-10.,10.); 
88    hpt->SetFillColor(2); 
89    TH1F *hmpt=new TH1F("hmpt","Relative Pt resolution (pt>4GeV/c)",30,-60,60); 
90    hmpt->SetFillColor(6);
91
92    TH1F *hgood=new TH1F("hgood","Good tracks",30,0.1,6.1);    
93    TH1F *hfound=new TH1F("hfound","Found tracks",30,0.1,6.1);
94    TH1F *hfake=new TH1F("hfake","Fake tracks",30,0.1,6.1);
95    TH1F *hg=new TH1F("hg","",30,0.1,6.1); //efficiency for good tracks
96    hg->SetLineColor(4); hg->SetLineWidth(2);
97    TH1F *hf=new TH1F("hf","Efficiency for fake tracks",30,0.1,6.1);
98    hf->SetFillColor(1); hf->SetFillStyle(3013); hf->SetLineWidth(2);
99
100    TH1F *he =new TH1F("he","dE/dX for pions with 0.4<p<0.5 GeV/c",50,0.,100.);
101    TH2F *hep=new TH2F("hep","dE/dX vs momentum",50,0.,2.,50,0.,400.);
102    hep->SetMarkerStyle(8);
103    hep->SetMarkerSize(0.4);
104
105    //MI change
106    Int_t mingood=ngood;
107    Int_t track_notfound[MAX], itrack_notfound=0;
108    Int_t track_fake[MAX], itrack_fake=0;
109    Int_t track_multifound[MAX], track_multifound_n[MAX], itrack_multifound=0;
110
111    while (ngood--) {
112       Int_t lab=gt[ngood].lab,tlab=-1;
113       Float_t ptg=
114       TMath::Sqrt(gt[ngood].px*gt[ngood].px + gt[ngood].py*gt[ngood].py);
115
116       if (ptg<1e-33) continue; // for those not crossing 0 pad row
117
118       hgood->Fill(ptg);
119
120       AliTPCtrack *track=0;
121       for (i=0; i<nentr; i++) {
122           track=(AliTPCtrack*)tarray.UncheckedAt(i);
123           tlab=track->GetLabel();
124           if (lab==TMath::Abs(tlab)) break;
125       }
126       if (i==nentr) {
127         track_notfound[itrack_notfound++]=lab;
128         continue;
129       }
130       
131       //MI change  - addition
132       Int_t micount=0;
133       Int_t mi;
134       AliTPCtrack * mitrack;
135       for (mi=0; mi<nentr; mi++) {
136         mitrack=(AliTPCtrack*)tarray.UncheckedAt(mi);          
137         if (lab==TMath::Abs(mitrack->GetLabel())) micount++;
138       }
139       if (micount>1) {
140         track_multifound[itrack_multifound]=lab;
141         track_multifound_n[itrack_multifound]=micount;
142         itrack_multifound++;
143       }
144       
145       Double_t xk=gt[ngood].x;
146       track->PropagateTo(xk);
147
148       if (lab==tlab) hfound->Fill(ptg);
149       else { 
150         track_fake[itrack_fake++]=lab;
151         hfake->Fill(ptg); 
152       }
153
154       Double_t par[5]; track->GetExternalParameters(xk,par);
155       Float_t phi=TMath::ASin(par[2]) + track->GetAlpha();
156       if (phi<-TMath::Pi()) phi+=2*TMath::Pi();
157       if (phi>=TMath::Pi()) phi-=2*TMath::Pi();
158       Float_t lam=TMath::ATan(par[3]); 
159       Float_t pt_1=TMath::Abs(par[4]);
160
161       if (TMath::Abs(gt[ngood].code)==11 && ptg>4.) {
162          hmpt->Fill((pt_1 - 1/ptg)/(1/ptg)*100.);
163       } else {
164          Float_t phig=TMath::ATan2(gt[ngood].py,gt[ngood].px);
165          hp->Fill((phi - phig)*1000.);
166
167          Float_t lamg=TMath::ATan2(gt[ngood].pz,ptg);
168          hl->Fill((lam - lamg)*1000.);
169
170          hpt->Fill((pt_1 - 1/ptg)/(1/ptg)*100.);
171       }
172
173       Float_t mom=1./(pt_1*TMath::Cos(lam));
174       Float_t dedx=track->GetdEdx();
175       hep->Fill(mom,dedx,1.);
176       if (TMath::Abs(gt[ngood].code)==211)
177          if (mom>0.4 && mom<0.5) {
178             he->Fill(dedx,1.);
179          }
180
181    }
182
183    cout<<"\nList of Not found tracks :\n";
184    for ( i = 0; i< itrack_notfound; i++){
185      cout<<track_notfound[i]<<"\t";
186      if ((i%5)==4) cout<<"\n";
187    }
188    cout<<"\nList of fake  tracks :\n";
189    for ( i = 0; i< itrack_fake; i++){
190      cout<<track_fake[i]<<"\t";
191      if ((i%5)==4) cout<<"\n";
192    }
193     cout<<"\nList of multiple found tracks :\n";
194    for ( i=0; i<itrack_multifound; i++) {
195        cout<<"id.   "<<track_multifound[i]
196            <<"     found - "<<track_multifound_n[i]<<"times\n";
197    }
198
199    Stat_t ng=hgood->GetEntries(), nf=hfound->GetEntries();
200    if (ng!=0) cerr<<"\n\nIntegral efficiency is about "<<nf/ng*100.<<" %\n";
201    cout<<"Total number of found tracks ="<<nentr<<endl;
202    cout<<"Total number of \"good\" tracks ="
203        <<mingood<<"   (selected for comparison: "<<ng<<')'<<endl<<endl;
204
205
206    gStyle->SetOptStat(111110);
207    gStyle->SetOptFit(1);
208
209    TCanvas *c1=new TCanvas("c1","",0,0,700,850);
210
211    TPad *p1=new TPad("p1","",0,0.3,.5,.6); p1->Draw();
212    p1->cd(); p1->SetFillColor(42); p1->SetFrameFillColor(10); 
213    hp->SetFillColor(4);  hp->SetXTitle("(mrad)"); hp->Fit("gaus"); c1->cd();
214
215    TPad *p2=new TPad("p2","",0.5,.3,1,.6); p2->Draw(); 
216    p2->cd(); p2->SetFillColor(42); p2->SetFrameFillColor(10);
217    hl->SetXTitle("(mrad)"); hl->Fit("gaus"); c1->cd();
218
219    TPad *p3=new TPad("p3","",0,0,0.5,0.3); p3->Draw();
220    p3->cd(); p3->SetFillColor(42); p3->SetFrameFillColor(10); 
221    hpt->SetXTitle("(%)"); hpt->Fit("gaus"); c1->cd();
222
223    TPad *p4=new TPad("p4","",0.5,0,1,0.3); p4->Draw();
224    p4->cd(); p4->SetFillColor(42); p4->SetFrameFillColor(10);
225    hmpt->SetXTitle("(%)"); hmpt->Fit("gaus"); c1->cd();
226
227    TPad *p5=new TPad("p5","",0,0.6,1,1); p5->Draw(); p5->cd(); 
228    p5->SetFillColor(41); p5->SetFrameFillColor(10);
229    hfound->Sumw2(); hgood->Sumw2(); hfake->Sumw2();
230    hg->Divide(hfound,hgood,1,1.,"b");
231    hf->Divide(hfake,hgood,1,1.,"b");
232    hg->SetMaximum(1.4);
233    hg->SetYTitle("Tracking efficiency");
234    hg->SetXTitle("Pt (GeV/c)");
235    hg->Draw();
236
237    TLine *line1 = new TLine(0.1,1.0,6.1,1.0); line1->SetLineStyle(4);
238    line1->Draw("same");
239    TLine *line2 = new TLine(0.1,0.9,6.1,0.9); line2->SetLineStyle(4);
240    line2->Draw("same");
241
242    hf->SetFillColor(1);
243    hf->SetFillStyle(3013);
244    hf->SetLineColor(2);
245    hf->SetLineWidth(2);
246    hf->Draw("histsame");
247    TText *text = new TText(0.461176,0.248448,"Fake tracks");
248    text->SetTextSize(0.05);
249    text->Draw();
250    text = new TText(0.453919,1.11408,"Good tracks");
251    text->SetTextSize(0.05);
252    text->Draw();
253
254
255
256    TCanvas *c2=new TCanvas("c2","",320,32,530,590);
257
258    TPad *p6=new TPad("p6","",0.,0.,1.,.5); p6->Draw();
259    p6->cd(); p6->SetFillColor(42); p6->SetFrameFillColor(10); 
260    he->SetFillColor(2); he->SetFillStyle(3005);  
261    he->SetXTitle("Arbitrary Units"); 
262    he->Fit("gaus"); c2->cd();
263
264    TPad *p7=new TPad("p7","",0.,0.5,1.,1.); p7->Draw(); 
265    p7->cd(); p7->SetFillColor(42); p7->SetFrameFillColor(10);
266    hep->SetXTitle("p (Gev/c)"); hep->SetYTitle("dE/dX (Arb. Units)"); 
267    hep->Draw(); c1->cd();
268
269    gBenchmark->Stop("AliTPCComparison");
270    gBenchmark->Show("AliTPCComparison");
271
272
273    return 0;
274 }
275
276
277 Int_t good_tracks_tpc(GoodTrackTPC *gt, const Int_t max, const Int_t event) {
278    Int_t nt=0;
279
280    TFile *file=TFile::Open("galice.root");
281    if (!file->IsOpen()) {cerr<<"Can't open galice.root !\n"; exit(4);}
282
283    if (!(gAlice=(AliRun*)file->Get("gAlice"))) {
284      cerr<<"gAlice have not been found on galice.root !\n";
285      exit(5);
286    }
287
288    Int_t np=gAlice->GetEvent(event);   
289
290    AliTPC *TPC=(AliTPC*)gAlice->GetDetector("TPC");
291    Int_t ver = TPC->IsVersion(); 
292    cerr<<"TPC version "<<ver<<" has been found !\n";
293
294    AliTPCParamSR *digp=(AliTPCParamSR*)file->Get("75x40_100x60_150x60");
295    if (!digp) { cerr<<"TPC parameters have not been found !\n"; exit(6); }
296    TPC->SetParam(digp);
297
298    
299
300    Int_t nrow_up=digp->GetNRowUp();
301    Int_t nrows=digp->GetNRowLow()+nrow_up;
302    Int_t zero=digp->GetZeroSup();
303    Int_t gap=Int_t(0.125*nrows), shift=Int_t(0.5*gap);
304    Int_t good_number=Int_t(0.4*nrows);
305
306    Int_t *good=new Int_t[np];
307    Int_t i;
308    for (i=0; i<np; i++) good[i]=0;
309
310
311    switch (ver) {
312    case 1:
313      {
314       char cname[100]; sprintf(cname,"TreeC_TPC_%d",event);
315       TFile *cf=TFile::Open("AliTPCclusters.root");
316       if (!cf->IsOpen()){cerr<<"Can't open AliTPCclusters.root !\n";exit(5);}
317       AliTPCClustersArray *pca=new AliTPCClustersArray, &ca=*pca;
318       ca.Setup(digp);
319       ca.SetClusterType("AliTPCcluster");
320       ca.ConnectTree(cname);
321       Int_t nrows=Int_t(ca.GetTree()->GetEntries());
322       for (Int_t n=0; n<nrows; n++) {
323           AliSegmentID *s=ca.LoadEntry(n);
324           Int_t sec,row;
325           digp->AdjustSectorRow(s->GetID(),sec,row);
326           AliTPCClustersRow &clrow = *ca.GetRow(sec,row);
327           Int_t ncl=clrow.GetArray()->GetEntriesFast();
328           while (ncl--) {
329               AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)clrow[ncl];
330               Int_t lab=c->GetLabel(0);
331               if (lab<0) continue; //noise cluster
332               lab=TMath::Abs(lab);
333
334               if (sec>=digp->GetNInnerSector())
335                  if (row==nrow_up-1) good[lab]|=0x4000;
336               if (sec>=digp->GetNInnerSector())
337                  if (row==nrow_up-1-gap) good[lab]|=0x1000;
338
339               if (sec>=digp->GetNInnerSector())
340                  if (row==nrow_up-1-shift) good[lab]|=0x2000;
341               if (sec>=digp->GetNInnerSector())
342                  if (row==nrow_up-1-gap-shift) good[lab]|=0x800;
343
344               good[lab]++;
345           }
346           ca.ClearRow(sec,row);
347       }
348       delete pca;
349       cf->Close();
350      }
351      break;
352    case 2:
353      {
354       char dname[100]; sprintf(dname,"TreeD_75x40_100x60_150x60_%d",event);
355       TTree *TD=(TTree*)gDirectory->Get(dname);
356       AliSimDigits da, *digits=&da;
357       TD->GetBranch("Segment")->SetAddress(&digits);
358
359       Int_t *count = new Int_t[np];
360       Int_t i;
361       for (i=0; i<np; i++) count[i]=0;
362
363       Int_t sectors_by_rows=(Int_t)TD->GetEntries();
364       for (i=0; i<sectors_by_rows; i++) {
365           if (!TD->GetEvent(i)) continue;
366           Int_t sec,row;
367           digp->AdjustSectorRow(digits->GetID(),sec,row);
368           cerr<<sec<<' '<<row<<"                                     \r";
369           digits->First();
370           do { //Many thanks to J.Chudoba who noticed this
371               Int_t it=digits->CurrentRow(), ip=digits->CurrentColumn();
372               Short_t dig = digits->GetDigit(it,ip);
373               Int_t idx0=digits->GetTrackID(it,ip,0); 
374               Int_t idx1=digits->GetTrackID(it,ip,1);
375               Int_t idx2=digits->GetTrackID(it,ip,2);
376               if (idx0>=0 && dig>=zero && idx0<np) count[idx0]+=1;
377               if (idx1>=0 && dig>=zero && idx1<np) count[idx1]+=1;
378               if (idx2>=0 && dig>=zero && idx2<np) count[idx2]+=1;
379           } while (digits->Next());
380           for (Int_t j=0; j<np; j++) {
381               if (count[j]>1) {
382                  if (sec>=digp->GetNInnerSector())
383                    if (row==nrow_up-1    ) good[j]|=0x4000;
384                  if (sec>=digp->GetNInnerSector())
385                    if (row==nrow_up-1-gap) good[j]|=0x1000;
386
387                  if (sec>=digp->GetNInnerSector())
388                    if (row==nrow_up-1-shift) good[j]|=0x2000;
389                  if (sec>=digp->GetNInnerSector())
390                    if (row==nrow_up-1-gap-shift) good[j]|=0x800;
391                  good[j]++;
392               }
393               count[j]=0;
394           }
395       }
396       delete[] count;
397       delete TD; //Thanks to Mariana Bondila
398      }
399       break;
400    default:
401       cerr<<"Invalid TPC version !\n";
402       file->Close();
403       exit(7);
404    }
405
406
407    /** select tracks which are "good" enough **/
408    for (i=0; i<np; i++) {
409       if ((good[i]&0x5000) != 0x5000)
410       if ((good[i]&0x2800) != 0x2800) continue;
411       if ((good[i]&0x7FF ) < good_number) continue;
412
413       TParticle *p = (TParticle*)gAlice->Particle(i);
414
415       if (p->Pt()<0.100) continue;
416       if (TMath::Abs(p->Pz()/p->Pt())>0.999) continue;
417
418       Int_t j=p->GetFirstMother();
419       if (j>=0) {
420         TParticle *pp = (TParticle*)gAlice->Particle(j);
421         if (pp->GetFirstMother()>=0) continue;//only one decay is allowed
422         /*  for cascade hyperons only
423         Int_t jj=pp->GetFirstMother();
424         if (jj>=0) {
425           TParticle *ppp = (TParticle*)gAlice->Particle(jj);
426           if (ppp->GetFirstMother()>=0) continue;//two decays are allowed
427         }
428         */
429       }
430
431       gt[nt].lab=i;
432       gt[nt].code=p->GetPdgCode();
433       gt[nt].px=0.; gt[nt].py=0.; gt[nt].pz=0.;
434       gt[nt].x=0.; gt[nt].y=0.; gt[nt].z=0.;
435       nt++;
436       if (nt==max) {cerr<<"Too many good tracks !\n"; break;}
437       cerr<<np-i<<"                \r";
438    }
439
440    /** check if there is also information at the entrance of the TPC **/
441    TTree *TH=gAlice->TreeH(); np=(Int_t)TH->GetEntries();
442    for (i=0; i<np; i++) {
443       TPC->ResetHits();
444       TH->GetEvent(i);
445       AliTPChit *phit = (AliTPChit*)TPC->FirstHit(-1);
446       for ( ; phit; phit=(AliTPChit*)TPC->NextHit() ) {
447          if (phit->fQ !=0. ) continue;
448
449          Double_t px=phit->X(), py=phit->Y(), pz=phit->Z();
450
451          if ((phit=(AliTPChit*)TPC->NextHit())==0) break;
452          if (phit->fQ != 0.) continue;
453
454          Double_t x=phit->X(), y=phit->Y(), z=phit->Z();
455          if (TMath::Sqrt(x*x+y*y)>90.) continue;
456
457          Int_t j, lab=phit->Track();
458          for (j=0; j<nt; j++) {if (gt[j].lab==lab) break;}
459          if (j==nt) continue;         
460
461          // (px,py,pz) - in global coordinate system, (x,y,z) - in local !
462          gt[j].px=px; gt[j].py=py; gt[j].pz=pz;
463          Float_t cs,sn; digp->AdjustCosSin(phit->fSector,cs,sn);
464          gt[j].x = x*cs + y*sn;
465          gt[j].y =-x*sn + y*cs;
466          gt[j].z = z;
467       }
468       cerr<<np-i<<"                \r";
469    }
470
471    delete[] good;
472
473    delete gAlice; gAlice=0;
474
475    file->Close();
476    gBenchmark->Stop("AliTPCComparison");
477    gBenchmark->Show("AliTPCComparison");   
478    return nt;
479 }
480
481
482