Splitting TPC library (T.Kuhr)
[u/mrichter/AliRoot.git] / TPC / AliTPCtrackerMI.h
1 #ifndef ALITPCTRACKERMI_H
2 #define ALITPCTRACKERMI_H
3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
5
6
7 /* $Id$ */
8
9 //-------------------------------------------------------
10 //                       TPC tracker
11 //   Parallel tracker 
12 //
13 //   Origin: 
14 //-------------------------------------------------------
15
16 #include <TError.h>
17
18 #include "AliTracker.h"
19 #include "AliTPCtrack.h"
20 #include "AliComplexCluster.h"
21
22 class TFile;
23 class AliTPCParam;
24 class AliTPCseed;
25 class AliTPCclusterMI;
26 class AliTPCTrackerPoint;
27 class AliESD;   
28 class TTree;
29
30 class AliTPCseed : public AliTPCtrack {
31   friend class AliTPCtrackerMI;
32   public:  
33      AliTPCseed();
34      virtual ~AliTPCseed();
35      AliTPCseed(const AliTPCtrack &t);
36      AliTPCseed(const AliTPCseed &s);
37      AliTPCseed(const AliKalmanTrack &t, Double_t a);
38      Int_t Compare(const TObject *o) const;
39      void Reset(Bool_t all = kTRUE);
40      Int_t GetProlongation(Double_t xr, Double_t &y, Double_t & z) const;
41      virtual Double_t GetPredictedChi2(const AliTPCclusterMI *cluster) const;
42      virtual Int_t Update(const AliTPCclusterMI* c, Double_t chi2, UInt_t i);
43      AliTPCTrackerPoint * GetTrackPoint(Int_t i);
44      void RebuildSeed(); // rebuild seed to be ready for storing
45      AliTPCseed(UInt_t index, const Double_t xx[5], 
46                 const Double_t cc[15], Double_t xr, Double_t alpha);
47
48      Double_t GetDensityFirst(Int_t n);
49      Double_t GetSigma2C() const {return fC44;};
50      void GetClusterStatistic(Int_t first, Int_t last, Int_t &found, Int_t &foundable, Int_t &shared, Bool_t plus2);
51      
52      void Modify(Double_t factor);
53      void SetClusterIndex2(Int_t row, Int_t index) {
54        fIndex[row] = index;
55      }
56      Int_t  GetClusterIndex2(Int_t row) const {
57        return fIndex[row];
58      }
59      Int_t GetClusterSector(Int_t row) const {
60        Int_t pica = -1;
61        if (fIndex[row]>=0) pica =  ((fIndex[row]&0xff000000)>>24);
62        return pica;
63      }
64     
65      void SetErrorY2(Float_t sy2){fErrorY2=sy2;}
66      void SetErrorZ2(Float_t sz2){fErrorZ2=sz2;}
67      void CookdEdx(Double_t low=0.05, Double_t up=0.70, Int_t i1=0, Int_t i2=159, Bool_t onlyused = kFALSE);
68      //     void CookdEdx2(Double_t low=0.05, Double_t up=0.70);
69      Bool_t IsActive() const { return !(fRemoval);}
70      void Desactivate(Int_t reason){ fRemoval = reason;} 
71      //
72      //
73  private:
74      AliTPCseed & operator = (const AliTPCseed &)
75        {::Fatal("= operator","Not Implemented\n");return *this;}
76      AliESDtrack * fEsd; //!
77      AliTPCclusterMI*   fClusterPointer[160];  //! array of cluster pointers  - 
78      TClonesArray * fPoints;              // array with points along the track
79      TClonesArray * fEPoints;             // array with exact points - calculated in special macro not used in tracking
80      //---CURRENT VALUES
81      Int_t fRow;                 //!current row number  
82      Int_t fSector;              //!current sector number
83      Int_t fRelativeSector;      //! index of current relative sector
84      Float_t fCurrentSigmaY2;    //!expected current cluster sigma Y
85      Float_t fCurrentSigmaZ2;    //!expected current cluster sigma Z
86      Float_t fErrorY2;           //!sigma of current cluster 
87      Float_t fErrorZ2;           //!sigma of current cluster    
88      AliTPCclusterMI * fCurrentCluster; //!pointer to the current cluster for prolongation
89      Int_t   fCurrentClusterIndex1; //! index of the current cluster
90      Bool_t  fInDead;            //! indicate if the track is in dead zone
91      Bool_t  fIsSeeding;         //!indicates if it is proces of seeading
92      Int_t   fNoCluster;         //!indicates number of rows without clusters
93      Int_t   fSort;              //!indicate criteria for sorting
94      Bool_t  fBSigned;        //indicates that clusters of this trackes are signed to be used
95      //
96      //
97      Float_t fDEDX[4];         // dedx according padrows
98      Float_t fSDEDX[4];        // sdedx according padrows
99      Int_t   fNCDEDX[4];       // number of clusters for dedx measurment
100      //
101      Int_t   fSeedType;         //seeding type
102      Int_t   fSeed1;            //first row for seeding
103      Int_t   fSeed2;            //last row for seeding
104      Int_t   fOverlapLabels[12];  //track labels and the length of the  overlap     
105      Float_t fMAngular;        // mean angular factor
106      AliTPCTrackerPoint  fTrackPoints[160];  //!track points - array track points
107    
108      ClassDef(AliTPCseed,1)  
109 };
110
111
112
113
114 class AliTPCtrackerMI : public AliTracker {
115 public:
116   AliTPCtrackerMI():AliTracker(),fkNIS(0),fkNOS(0) {
117     fInnerSec=fOuterSec=0; fSeeds=0; 
118   }
119   AliTPCtrackerMI(const AliTPCParam *par); 
120    AliTPCtrackerMI(const AliTPCtrackerMI& r);           //dummy copy constructor
121    AliTPCtrackerMI &operator=(const AliTPCtrackerMI& r);//dummy assignment operator
122   virtual ~AliTPCtrackerMI();
123   //
124   void SetIteration(Int_t iteration){fIteration = iteration;}
125   virtual Int_t Clusters2Tracks (AliESD *esd);
126   virtual Int_t RefitInward (AliESD *esd);
127   virtual Int_t LoadClusters (TTree * tree);
128   Int_t  LoadClusters();
129   void   UnloadClusters();
130
131   //
132   void SetIO();  //set default IO from folders
133   void SetIO(TTree * input, TTree * output, AliESD * event);
134   void FillESD(TObjArray* arr);
135   void WriteTracks();
136   void WriteTracks(TTree * tree);  
137   void DeleteSeeds();
138   void SetDebug(Int_t debug){ fDebug = debug;}
139    Int_t ReadSeeds(const TFile *in);
140    TObjArray * GetSeeds(){return fSeeds;}
141    //   
142    AliCluster * GetCluster (int) const {return 0;}
143    AliTPCclusterMI *GetClusterMI(Int_t index) const;
144    Int_t Clusters2Tracks();
145    virtual void  CookLabel(AliTPCseed *t,Float_t wrong) const; 
146    
147    void RotateToLocal(AliTPCseed *seed);
148   
149    
150    Int_t FollowProlongation(AliTPCseed& t, Int_t rf=0, Int_t step=1);
151    Int_t FollowProlongationFast(AliTPCseed& t, Int_t rf=0, Int_t step=1);
152    
153    Int_t FollowBackProlongation(AliTPCseed& t, Int_t rf);
154    Int_t FollowToNext(AliTPCseed& t, Int_t nr);
155    Int_t FollowToNextFast(AliTPCseed& t, Int_t nr);
156    Int_t UpdateClusters(AliTPCseed& t,  Int_t nr);
157    Int_t FollowToNextCluster( AliTPCseed& t, Int_t nr);
158
159    Int_t PropagateBack(TObjArray * arr);
160    Int_t PropagateBack(AliESD * event);
161    Int_t PropagateBack(AliTPCseed *pt, Int_t row0, Int_t row1);   
162    Int_t PropagateForward();
163    Int_t PropagateForward2(TObjArray * arr);
164
165    Int_t CheckKinkPoint(AliTPCseed*seed, Float_t th);
166    void SortTracks(TObjArray * arr, Int_t mode) const;
167   
168
169    virtual Double_t ErrY2(AliTPCseed* seed, AliTPCclusterMI * cl = 0);
170    virtual Double_t ErrZ2(AliTPCseed* seed, AliTPCclusterMI * cl = 0);   
171
172    Double_t F1(Double_t x1,Double_t y1, Double_t x2,Double_t y2, Double_t x3,Double_t y3); 
173    Double_t F1old(Double_t x1,Double_t y1, Double_t x2,Double_t y2, Double_t x3,Double_t y3); 
174    Double_t F2(Double_t x1,Double_t y1, Double_t x2,Double_t y2, Double_t x3,Double_t y3); 
175    Double_t F2old(Double_t x1,Double_t y1, Double_t x2,Double_t y2, Double_t x3,Double_t y3); 
176
177    Double_t F3(Double_t x1,Double_t y1, Double_t x2,Double_t y2, Double_t z1,Double_t z2); 
178    Double_t F3n(Double_t x1,Double_t y1, Double_t x2,Double_t y2, Double_t z1,Double_t z2, 
179                 Double_t c); 
180    Bool_t GetProlongation(Double_t x1, Double_t x2, Double_t x[5], Double_t &y, Double_t &z);
181
182  public:
183 //**************** Internal tracker class ********************** 
184    class AliTPCSector;
185    class AliTPCRow {
186      friend class AliTPCtrackerMI;
187      friend class AliTPCtrackerMI::AliTPCSector;
188    public:
189      AliTPCRow();
190      AliTPCRow(const AliTPCRow& r){;}           //dummy copy constructor
191      AliTPCRow &operator=(const AliTPCRow& r){return *this;} //dummy assignment operator
192      ~AliTPCRow();
193      void InsertCluster(const AliTPCclusterMI *c, UInt_t index);
194      void ResetClusters();
195      operator int() const {return fN;}
196      Int_t GetN() const {return fN;}
197      const AliTPCclusterMI* operator[](Int_t i) const {return fClusters[i];}
198      UInt_t GetIndex(Int_t i) const {return fIndex[i];}
199      inline Int_t Find(Double_t z) const; 
200      AliTPCclusterMI *  FindNearest(Double_t y, Double_t z, Double_t roady, Double_t roadz) const;
201      AliTPCclusterMI *  FindNearest2(Double_t y, Double_t z, Double_t roady, Double_t roadz, UInt_t & index) const;
202      AliTPCclusterMI *  FindNearest3(Double_t y, Double_t z, Double_t roady, Double_t roadz, UInt_t & index) const;
203      
204      void SetX(Double_t x) {fX=x;}
205      Double_t GetX() const {return fX;}
206 private:  
207      Float_t fDeadZone;  // the width of the dead zone
208      AliTPCclusterMI *fClusters1; //array with clusters 1
209      Int_t fN1;  //number of clusters on left side
210      AliTPCclusterMI *fClusters2; //array with clusters 2
211      Int_t fN2; // number of clusters on right side of the TPC
212      Short_t fFastCluster[510];   //index of the nearest cluster at given position
213      Int_t fN;                                          //number of clusters 
214      const AliTPCclusterMI *fClusters[kMaxClusterPerRow]; //pointers to clusters
215                                // indexes for cluster at given position z  
216      // AliTPCclusterMI *fClustersArray;                     // 
217      UInt_t fIndex[kMaxClusterPerRow];                  //indeces of clusters
218      Double_t fX;                                 //X-coordinate of this row
219
220    };
221
222 //**************** Internal tracker class ********************** 
223    class AliTPCSector {
224      friend class AliTPCtrackerMI;
225    public:
226      AliTPCSector() { fN=0; fRow = 0; }
227     ~AliTPCSector() { delete[] fRow; }
228      AliTPCSector(const AliTPCSector &s){;}           //dummy copy contructor 
229      AliTPCSector& operator=(const AliTPCSector &s){return *this;}//dummy assignment operator
230      AliTPCRow& operator[](Int_t i) const { return *(fRow+i); }
231      Int_t GetNRows() const { return fN; }
232      void Setup(const AliTPCParam *par, Int_t flag);
233      Double_t GetX(Int_t l) const {return fRow[l].GetX();}
234      Double_t GetMaxY(Int_t l) const {
235          return GetX(l)*TMath::Tan(0.5*GetAlpha());
236      } 
237      Double_t GetAlpha() const {return fAlpha;}
238      Double_t GetAlphaShift() const {return fAlphaShift;}     
239      //Int_t GetFirst(){return fFirstRow;}
240      Int_t GetRowNumber(Double_t x) const;
241      Double_t GetPadPitchWidth()  const {return fPadPitchWidth;}
242      Double_t GetPadPitchLength() const {return fPadPitchLength;}
243      Double_t GetPadPitchLength(Float_t x) const {return (x<200) ? fPadPitchLength:f2PadPitchLength ;}
244
245    private:
246      Int_t fN;                        //number of pad rows 
247      //Int_t fFirstRow;                 //offset
248      AliTPCRow *fRow;                    //array of pad rows
249      Double_t fAlpha;                    //opening angle
250      Double_t fAlphaShift;               //shift angle;
251      Double_t fPadPitchWidth;            //pad pitch width
252      Double_t fPadPitchLength;           //pad pitch length
253      Double_t f1PadPitchLength;           //pad pitch length
254      Double_t f2PadPitchLength;           //pad pitch length
255     
256    };
257
258    Float_t OverlapFactor(AliTPCseed * s1, AliTPCseed * s2, Int_t &sum1, Int_t &sum2);
259    void  SignShared(AliTPCseed * s1, AliTPCseed * s2);
260    void  SignShared(TObjArray * arr);
261
262    void  RemoveUsed(TObjArray * arr, Float_t factor1, Float_t factor2,  Int_t removalindex);
263    void  RemoveDouble(TObjArray * arr, Float_t factor1, Float_t factor2,  Int_t removalindex);
264
265    void  StopNotActive(TObjArray * arr, Int_t row0, Float_t th0, Float_t th1, Float_t th2) const;
266    void  StopNotActive(AliTPCseed * seed, Int_t row0, Float_t th0, Float_t th1, Float_t th2) const;
267    Int_t AcceptCluster(AliTPCseed * seed, AliTPCclusterMI * cluster, Float_t factor, Float_t cory=1., Float_t corz=1.);
268
269 private:
270    inline AliTPCRow &GetRow(Int_t sec, Int_t row);
271    inline Double_t  GetXrow(Int_t row) const;
272    inline Double_t  GetMaxY(Int_t row) const;
273    inline Int_t GetRowNumber(Double_t x) const;
274    inline Double_t GetPadPitchLength(Double_t x) const;
275    inline Double_t GetPadPitchLength(Int_t row) const;
276
277    Float_t  GetSigmaY(AliTPCseed * seed);
278    Float_t  GetSigmaZ(AliTPCseed * seed);
279    void GetShape(AliTPCseed * seed, Int_t row);
280  
281    void ReadSeeds(AliESD *event, Int_t direction);  //read seeds from the event
282
283    void MakeSeeds3(TObjArray * arr, Int_t sec, Int_t i1, Int_t i2, Float_t cuts[4], Float_t deltay = -1, Int_t ddsec=0); 
284    void MakeSeeds5(TObjArray * arr, Int_t sec, Int_t i1, Int_t i2, Float_t cuts[4], Float_t deltay = -1);
285
286    void MakeSeeds2(TObjArray * arr, Int_t sec, Int_t i1, Int_t i2, Float_t cuts[4], Float_t deltay = -1, Bool_t bconstrain=kTRUE);
287   
288
289    AliTPCseed *MakeSeed(AliTPCseed *t, Float_t r0, Float_t r1, Float_t r2); //reseed
290    AliTPCseed *ReSeed(AliTPCseed *t, Float_t r0, Float_t r1, Float_t r2); //reseed
291
292
293   
294    AliTPCseed * ReSeed(AliTPCseed *t);
295    Int_t LoadInnerSectors();
296    Int_t LoadOuterSectors();
297    void UnsignClusters();
298    void SignClusters(TObjArray * arr, Float_t fnumber=3., Float_t fdensity=2.);  
299
300    void ParallelTracking(TObjArray * arr, Int_t rfirst, Int_t rlast);
301    void Tracking(TObjArray * arr);
302    TObjArray * Tracking(Int_t seedtype, Int_t i1, Int_t i2, Float_t cuts[4], Float_t dy=-1, Int_t dsec=0);
303    TObjArray * Tracking();
304    void SumTracks(TObjArray *arr1,TObjArray *arr2) const;
305    void PrepareForBackProlongation(TObjArray * arr, Float_t fac) const;
306    void PrepareForProlongation(TObjArray * arr, Float_t fac) const;
307
308    void SetSampledEdx(AliTPCseed */*t*/, Float_t /*q*/, Int_t /*i*/) {;}
309    Int_t UpdateTrack(AliTPCseed *t, Int_t accept); //update trackinfo
310
311
312    const Int_t fkNIS;        //number of inner sectors
313    AliTPCSector *fInnerSec;  //array of inner sectors;
314    const Int_t fkNOS;        //number of outer sectors
315    AliTPCSector *fOuterSec;  //array of outer sectors;
316
317    Int_t fN;               //number of loaded sectors
318    AliTPCSector *fSectors; //pointer to loaded sectors;
319    //
320    TTree * fInput;       // input tree with clusters
321    TTree * fOutput;      // output tree with tracks
322    TTree * fSeedTree;    // output tree with seeds - filled in debug mode 1
323    TTree * fTreeDebug;   // output with a debug information about track
324    AliESD * fEvent;      // output with esd tracks
325    Int_t    fDebug;      // debug option        
326    Bool_t   fNewIO;      // indicated if we have data using New IO 
327    Int_t fNtracks;                     //current number of tracks
328    TObjArray *fSeeds;                  //array of track seeds
329    Int_t fIteration;                   // indicate iteration - 0 - froward -1 back - 2forward - back->forward
330    //   TObjArray * fTrackPointPool;        // ! pool with track points
331    //   TObjArray * fSeedPool;              //! pool with seeds
332    Double_t fXRow[200];                // radius of the pad row
333    Double_t fYMax[200];                // max y for given pad row
334    Double_t fPadLength[200];                // max y for given pad row
335    const AliTPCParam *fParam;          //pointer to the parameters
336    ClassDef(AliTPCtrackerMI,1) 
337 };
338
339
340 AliTPCtrackerMI::AliTPCRow & AliTPCtrackerMI::GetRow(Int_t sec, Int_t row)
341 {
342   //
343   return (row>=fInnerSec->GetNRows()) ? fOuterSec[sec][row-fInnerSec->GetNRows()]:fInnerSec[sec][row];
344 }
345
346 Double_t  AliTPCtrackerMI::GetXrow(Int_t row) const {
347   //  return (row>=fInnerSec->GetNRows()) ? fOuterSec->GetX(row-fInnerSec->GetNRows()):fInnerSec->GetX(row);
348   return fXRow[row];
349 }
350
351 Double_t  AliTPCtrackerMI::GetMaxY(Int_t row) const {
352   //return (row>=fInnerSec->GetNRows()) ? fOuterSec->GetMaxY(row-fInnerSec->GetNRows()):fInnerSec->GetMaxY(row);
353   return fYMax[row];
354 }
355
356 Int_t AliTPCtrackerMI::GetRowNumber(Double_t x) const
357 {
358   //
359   return (x>133.) ? fOuterSec->GetRowNumber(x)+fInnerSec->GetNRows():fInnerSec->GetRowNumber(x);
360 }
361
362 Double_t  AliTPCtrackerMI::GetPadPitchLength(Double_t x) const
363 {
364   //
365   return (x>133.) ? fOuterSec->GetPadPitchLength(x):fInnerSec->GetPadPitchLength(x);
366   //return fPadLength[row];
367 }
368
369 Double_t  AliTPCtrackerMI::GetPadPitchLength(Int_t row) const
370 {
371   //
372   return fPadLength[row];
373 }
374
375
376
377 #endif
378
379