add corresponding TRD modifications to fulfill request (Savannah #50254)
[u/mrichter/AliRoot.git] / TRD / AliTRDseedV1.h
1 #ifndef ALITRDSEEDV1_H
2 #define ALITRDSEEDV1_H
3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4 * See cxx source for full Copyright notice                               */
5
6 /* $Id$ */
7
8 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
9 //                                                                        //
10 //  The TRD offline tracklet                                              //
11 //                                                                        //
12 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
13
14 #ifndef ALITRDTRACKLETBASE_H
15 #include "AliTRDtrackletBase.h"
16 #endif
17
18 #ifndef ROOT_TMath
19 #include "TMath.h"
20 #endif
21
22 #ifndef ALITRDGEOMETRY_H
23 #include "AliTRDgeometry.h"
24 #endif
25
26 #ifndef ALIPID_H
27 #include "AliPID.h"
28 #endif
29
30 #ifndef ALIRIEMAN_H
31 #include "AliRieman.h"
32 #endif
33
34 #ifndef ALITRDCLUSTER_H 
35 #include "AliTRDcluster.h"
36 #endif
37
38 class TTreeSRedirector;
39
40 class AliRieman;
41
42 class AliTRDtrackingChamber;
43 class AliTRDtrackV1;
44 class AliTRDReconstructor;
45 class AliTRDpadPlane;
46 class AliTRDseedV1 : public AliTRDtrackletBase
47 {
48 public:
49   enum ETRDtrackletBuffers {    
50     kNtb       = 31     // max clusters/pad row
51    ,kNclusters = 2*kNtb // max number of clusters/tracklet
52    ,kNslices   = 10     // max dEdx slices
53   };
54
55   // bits from 0-13 are reserved by ROOT (see TObject.h)
56   enum ETRDtrackletStatus {
57     kOwner      = BIT(14) // owner of its clusters
58    ,kRowCross   = BIT(15) // pad row cross tracklet
59    ,kPID        = BIT(16) // PID contributor
60    ,kCalib      = BIT(17) // calibrated tracklet
61    ,kKink       = BIT(18) // kink prolongation tracklet
62    ,kStandAlone = BIT(19) // stand alone build tracklet
63   };
64
65   AliTRDseedV1(Int_t det = -1);
66   ~AliTRDseedV1();
67   AliTRDseedV1(const AliTRDseedV1 &ref);
68   AliTRDseedV1& operator=(const AliTRDseedV1 &ref);
69
70 /*  Bool_t        AttachClustersIter(
71               AliTRDtrackingChamber *chamber, Float_t quality, 
72               Bool_t kZcorr = kFALSE, AliTRDcluster *c=0x0);*/
73   Bool_t          AttachClusters(
74               AliTRDtrackingChamber *chamber, Bool_t tilt = kFALSE);
75   void      Bootstrap(const AliTRDReconstructor *rec);
76   void      Calibrate();
77   void      CookdEdx(Int_t nslices);
78   void      CookLabels();
79   Bool_t    CookPID();
80   Bool_t    Fit(Bool_t tilt=kFALSE, Bool_t zcorr=kFALSE);
81   Bool_t    Init(AliTRDtrackV1 *track);
82   inline void      Init(const AliRieman *fit);
83   Bool_t    IsEqual(const TObject *inTracklet) const;
84   Bool_t    IsCalibrated() const     { return TestBit(kCalib);}
85   Bool_t    IsOwner() const          { return TestBit(kOwner);}
86   Bool_t    IsKink() const           { return TestBit(kKink);}
87   Bool_t    HasPID() const           { return TestBit(kPID);}
88   Bool_t    IsOK() const             { return GetN() > 4 && GetNUsed() < 4;}
89   Bool_t    IsRowCross() const       { return TestBit(kRowCross);}
90   Bool_t    IsUsable(Int_t i) const  { return fClusters[i] && !fClusters[i]->IsUsed();}
91   Bool_t    IsStandAlone() const     { return TestBit(kStandAlone);}
92
93   Float_t   GetC() const             { return fC; }
94   Float_t   GetChi2() const          { return fChi2; }
95   inline Float_t   GetChi2Z() const;
96   inline Float_t   GetChi2Y() const;
97   inline Float_t   GetChi2Phi() const;
98   void      GetCovAt(Double_t x, Double_t *cov) const;
99   void      GetCovXY(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fCov[0], 3*sizeof(Double_t));}
100   void      GetCovRef(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fRefCov, 7*sizeof(Double_t));}
101   static Double_t GetCovSqrt(Double_t *c, Double_t *d);
102   static Double_t GetCovInv(Double_t *c, Double_t *d);
103   Float_t   GetdX() const            { return fdX;}
104   Float_t*  GetdEdx()                { return &fdEdx[0];}
105   Float_t   GetdQdl(Int_t ic, Float_t *dx=0x0) const;
106   Float_t   GetdYdX() const          { return fYfit[1]; } 
107   Float_t   GetdZdX() const          { return fZref[1]; }
108   Int_t     GetdY() const            { return Int_t(GetY()/0.014);}
109   Int_t     GetDetector() const      { return fDet;}
110   void      GetCalibParam(Float_t &exb, Float_t &vd, Float_t &t0, Float_t &s2, Float_t &dl, Float_t &dt) const    { 
111               exb = fExB; vd = fVD; t0 = fT0; s2 = fS2PRF; dl = fDiffL; dt = fDiffT;}
112   AliTRDcluster*  GetClusters(Int_t i) const               { return i<0 || i>=kNclusters ? 0x0 : fClusters[i];}
113   Int_t     GetIndexes(Int_t i) const{ return i<0 || i>=kNclusters ? -1 : fIndexes[i];}
114   Int_t     GetLabels(Int_t i) const { return fLabels[i];}  
115   Float_t   GetMomentum(Float_t *err = 0x0) const;
116   Int_t     GetN() const             { return (Int_t)fN&0x1f;}
117   Int_t     GetN2() const            { return GetN();}
118   Int_t     GetNUsed() const         { return Int_t((fN>>5)&0x1f);}
119   Int_t     GetNShared() const       { return Int_t((fN>>10)&0x1f);}
120   Float_t   GetQuality(Bool_t kZcorr) const;
121   Float_t   GetPadLength() const     { return fPad[0];}
122   Float_t   GetPadWidth() const      { return fPad[1];}
123   Int_t     GetPlane() const         { return AliTRDgeometry::GetLayer(fDet);    }
124
125   Float_t*  GetProbability(Bool_t force=kFALSE);
126   Float_t   GetPt() const            { return fPt; }
127   inline Double_t  GetPID(Int_t is=-1) const;
128   Float_t   GetS2Y() const           { return fS2Y;}
129   Float_t   GetS2Z() const           { return fS2Z;}
130   Float_t   GetSigmaY() const        { return fS2Y > 0. ? TMath::Sqrt(fS2Y) : 0.2;}
131   Float_t   GetSnp() const           { return fYref[1]/TMath::Sqrt(1+fYref[1]*fYref[1]);}
132   Float_t   GetTgl() const           { return fZref[1];}
133   Float_t   GetTilt() const          { return fPad[2];}
134   UInt_t    GetTrackletWord() const  { return 0;}
135   UShort_t  GetVolumeId() const;
136   Float_t   GetX0() const            { return fX0;}
137   Float_t   GetX() const             { return fX0 - fX;}
138   Float_t   GetY() const             { return fYfit[0] - fYfit[1] * fX;}
139   Double_t  GetYat(Double_t x) const { return fYfit[0] - fYfit[1] * (fX0-x);}
140   Float_t   GetYfit(Int_t id) const { return fYfit[id];}
141   Float_t   GetYref(Int_t id) const { return fYref[id];}
142   Float_t   GetZ() const            { return fZfit[0] - fZfit[1] * fX;}
143   Double_t  GetZat(Double_t x) const { return fZfit[0] - fZfit[1] * (fX0-x);}
144   Float_t   GetZfit(Int_t id) const { return fZfit[id];}
145   Float_t   GetZref(Int_t id) const { return fZref[id];}
146   Int_t     GetYbin() const         { return Int_t(GetY()/0.016);}
147   Int_t     GetZbin() const         { return Int_t(GetZ()/fPad[0]);}
148
149   inline AliTRDcluster* NextCluster();
150   inline AliTRDcluster* PrevCluster();
151   void      Print(Option_t *o = "") const;
152   inline void ResetClusterIter(Bool_t forward = kTRUE);
153   void      Reset();
154
155   void      SetC(Float_t c)         { fC = c;}
156   void      SetChi2(Float_t chi2)   { fChi2 = chi2;}
157   inline void SetCovRef(const Double_t *cov);
158   void      SetIndexes(Int_t i, Int_t idx) { fIndexes[i]  = idx; }
159   void      SetLabels(Int_t *lbls)   { memcpy(fLabels, lbls, 3*sizeof(Int_t)); }
160   void      SetKink(Bool_t k = kTRUE){ SetBit(kKink, k);}
161   void      SetPID(Bool_t k = kTRUE) { SetBit(kPID, k);}
162   void      SetStandAlone(Bool_t st) { SetBit(kStandAlone, st); }
163   void      SetPt(Double_t pt)       { fPt = pt;}
164   void      SetOwner();
165   void      SetPadPlane(AliTRDpadPlane *p);
166   void      SetPadLength(Float_t l)  { fPad[0] = l;}
167   void      SetPadWidth(Float_t w)   { fPad[1] = w;}
168   void      SetTilt(Float_t tilt)    { fPad[2] = tilt; }
169   void      SetDetector(Int_t d)     { fDet = d;  }
170   void      SetDX(Float_t inDX)      { fdX = inDX;}
171   void      SetReconstructor(const AliTRDReconstructor *rec) {fReconstructor = rec;}
172   void      SetX0(Float_t x0)        { fX0 = x0; }
173   void      SetYref(Int_t i, Float_t y) { fYref[i]     = y;}
174   void      SetZref(Int_t i, Float_t z) { fZref[i]     = z;}
175 //   void      SetUsabilityMap(Long_t um)  { fUsable = um; }
176   void      Update(const AliTRDtrackV1* trk);
177   void      UpdateUsed();
178   void      UseClusters();
179
180 protected:
181   void        Copy(TObject &ref) const;
182
183 private:
184   inline void SetN(Int_t n);
185   inline void SetNUsed(Int_t n);
186   inline void SetNShared(Int_t n);
187
188   const AliTRDReconstructor *fReconstructor;//! local reconstructor
189   AliTRDcluster  **fClusterIter;            //! clusters iterator
190   Int_t            fIndexes[kNclusters];    //! Indexes
191   Float_t          fExB;                    //! tg(a_L) @ tracklet location
192   Float_t          fVD;                     //! drift velocity @ tracklet location
193   Float_t          fT0;                     //! time 0 @ tracklet location
194   Float_t          fS2PRF;                  //! sigma^2 PRF for xd->0 and phi=a_L 
195   Float_t          fDiffL;                  //! longitudinal diffusion coefficient
196   Float_t          fDiffT;                  //! transversal diffusion coefficient
197   Char_t           fClusterIdx;             //! clusters iterator
198   UShort_t         fN;                      // number of clusters attached/used/shared
199   Short_t          fDet;                    // TRD detector
200   AliTRDcluster   *fClusters[kNclusters];   // Clusters
201   Float_t          fPad[3];                 // local pad definition : length/width/tilt 
202   Float_t          fYref[2];                //  Reference y
203   Float_t          fZref[2];                //  Reference z
204   Float_t          fYfit[2];                //  Y fit position +derivation
205   Float_t          fZfit[2];                //  Z fit position
206   Float_t          fPt;                     //  Pt estimate @ tracklet [GeV/c]
207   Float_t          fdX;                     // length of time bin
208   Float_t          fX0;                     // anode wire position
209   Float_t          fX;                      // radial position of the tracklet
210   Float_t          fY;                      // r-phi position of the tracklet
211   Float_t          fZ;                      // z position of the tracklet
212   Float_t          fS2Y;                    // estimated resolution in the r-phi direction 
213   Float_t          fS2Z;                    // estimated resolution in the z direction 
214   Float_t          fC;                      // Curvature
215   Float_t          fChi2;                   // Global chi2  
216   Float_t          fdEdx[kNslices];         // dE/dx measurements for tracklet
217   Float_t          fProb[AliPID::kSPECIES]; //  PID probabilities
218   Int_t            fLabels[3];              // most frequent MC labels and total number of different labels
219   Double_t         fRefCov[7];              // covariance matrix of the track in the yz plane + the rest of the diagonal elements
220   Double_t         fCov[3];                 // covariance matrix of the tracklet in the xy plane
221
222   ClassDef(AliTRDseedV1, 7)                 // The offline TRD tracklet 
223 };
224
225 //____________________________________________________________
226 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Z() const
227 {
228   Double_t dz = fZref[0]-fZfit[0]; dz*=dz;
229   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
230   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
231   return s2 > 0. ? dz/s2 : 0.; 
232 }
233
234 //____________________________________________________________
235 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Y() const
236 {
237   Double_t dy = fYref[0]-fYfit[0]; dy*=dy;
238   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
239   Double_t s2 = fRefCov[0]+cov[0];
240   return s2 > 0. ? dy/s2 : 0.; 
241 }
242
243 //____________________________________________________________
244 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Phi() const
245 {
246   Double_t dphi = fYref[1]-fYfit[1]; dphi*=dphi;
247   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
248   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
249   return s2 > 0. ? dphi/s2 : 0.; 
250 }
251
252
253
254 //____________________________________________________________
255 inline Double_t AliTRDseedV1::GetPID(Int_t is) const
256 {
257   if(is<0) return fProb[AliPID::kElectron];
258   if(is<AliPID::kSPECIES) return fProb[is];
259   return 0.;
260 }
261
262 //____________________________________________________________
263 inline void AliTRDseedV1::Init(const AliRieman *rieman)
264 {
265   fZref[0] = rieman->GetZat(fX0);
266   fZref[1] = rieman->GetDZat(fX0);
267   fYref[0] = rieman->GetYat(fX0);
268   fYref[1] = rieman->GetDYat(fX0);
269   fC       = rieman->GetC(); 
270   fChi2    = rieman->GetChi2();
271 }
272
273 //____________________________________________________________
274 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::NextCluster()
275 {
276 // Mimic the usage of STL iterators.
277 // Forward iterator
278
279   fClusterIdx++; fClusterIter++;
280   while(fClusterIdx < kNclusters){
281     if(!(*fClusterIter)){ 
282       fClusterIdx++; 
283       fClusterIter++;
284       continue;
285     }
286     return *fClusterIter;
287   }
288   return 0x0;
289 }
290
291 //____________________________________________________________
292 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::PrevCluster()
293 {
294 // Mimic the usage of STL iterators.
295 // Backward iterator
296
297   fClusterIdx--; fClusterIter--;
298   while(fClusterIdx >= 0){
299     if(!(*fClusterIter)){ 
300       fClusterIdx--; 
301       fClusterIter--;
302       continue;
303     }
304     return *fClusterIter;
305   }
306   return 0x0;
307 }
308
309 //____________________________________________________________
310 inline void AliTRDseedV1::ResetClusterIter(Bool_t forward) 
311 {
312 // Mimic the usage of STL iterators.
313 // Facilitate the usage of NextCluster for forward like 
314 // iterator (kTRUE) and PrevCluster for backward like iterator (kFALSE)
315
316   if(forward){
317     fClusterIter = &fClusters[0]; fClusterIter--; 
318     fClusterIdx=-1;
319   } else {
320     fClusterIter = &fClusters[kNclusters-1]; fClusterIter++; 
321     fClusterIdx=kNclusters;
322   }
323 }
324
325 //____________________________________________________________
326 inline void AliTRDseedV1::SetCovRef(const Double_t *cov)
327
328 // Copy some "important" covariance matrix elements
329 //  var(y)
330 // cov(y,z)  var(z)
331 //                  var(snp)
332 //                           var(tgl)
333 //                        cov(tgl, 1/pt)  var(1/pt)
334
335   memcpy(&fRefCov[0], cov, 3*sizeof(Double_t)); // yz full covariance
336   fRefCov[3] = cov[ 5];  // snp variance 
337   fRefCov[4] = cov[ 9];  // tgl variance
338   fRefCov[5] = cov[13];  // cov(tgl, 1/pt)
339   fRefCov[6] = cov[14];  // 1/pt variance
340 }
341
342
343 //____________________________________________________________
344 inline void AliTRDseedV1::SetN(Int_t n)
345 {
346   if(n<0 || n>= (1<<5)) return; 
347   fN &= ~0x1f;
348   fN |= n;
349 }
350
351 //____________________________________________________________
352 inline void AliTRDseedV1::SetNUsed(Int_t n)
353 {
354   if(n<0 || n>= (1<<5)) return; 
355   fN &= ~(0x1f<<5);
356   n <<= 5; fN |= n;
357 }
358
359 //____________________________________________________________
360 inline void AliTRDseedV1::SetNShared(Int_t n)
361 {
362   if(n<0 || n>= (1<<5)) return; 
363   fN &= ~(0x1f<<10);
364   n <<= 10; fN |= n;
365 }
366
367
368 #endif
369
370
371