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[u/mrichter/AliRoot.git] / TRD / AliTRDtracker.h
1 #ifndef ALITRDTRACKER_H
2 #define ALITRDTRACKER_H   
3
4 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
5  * See cxx source for full Copyright notice                               */ 
6
7 /* $Id$ */
8
9 #include "AliTracker.h" 
10 #include "TObjArray.h" 
11 #include "AliBarrelTrack.h"
12
13 #include <TNamed.h>
14 #include <TH1.h>   
15
16 class TFile;
17 class TParticle;
18 class TParticlePDG;
19
20 class AliTRDgeometry;
21 class AliTRDparameter;
22 class AliTRDtrack;
23 class AliTRDcluster;
24 class AliTRDmcTrack;
25
26 const unsigned kMAX_LAYERS_PER_SECTOR = 1000;  
27 const unsigned kMAX_TIME_BIN_INDEX = 216;  // (30 drift + 6 ampl) * 6 planes  
28 const unsigned kMAX_CLUSTER_PER_TIME_BIN = 7000; 
29 const unsigned kZONES = 5; 
30 const Int_t kTRACKING_SECTORS = 18; 
31
32 class AliTRDtracker : public AliTracker {
33
34  public:
35
36   AliTRDtracker():AliTracker() {} 
37   AliTRDtracker(const TFile *in);
38   ~AliTRDtracker(); 
39
40   Int_t         Clusters2Tracks(const TFile *in, TFile *out);
41   Int_t         PropagateBack(const TFile *in, TFile *out);
42   Int_t         PropagateBack();//Almost empty see .cxx for more comments
43   Int_t         Clusters2Tracks();//Almost empty see .cxx for more comments
44
45   Int_t         LoadClusters() {LoadEvent(); return 0;};
46   void          UnloadClusters() {UnloadEvent();};
47   AliCluster   *GetCluster(Int_t index) const { return (AliCluster*) fClusters->UncheckedAt(index); };
48   virtual void  CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const;
49   virtual void  UseClusters(const AliKalmanTrack *t, Int_t from=0) const;  
50   
51   void          SetAddTRDseeds() { fAddTRDseeds = kTRUE; }
52   void          SetNoTilt() { fNoTilt = kTRUE; }
53
54   Double_t      GetTiltFactor(const AliTRDcluster* c);
55
56   void          ReadClusters(TObjArray *array, const Char_t *filename); 
57   Int_t         CookSectorIndex(Int_t gs) { return kTRACKING_SECTORS - 1 - gs; }
58
59
60   Float_t  GetSeedGap()       const {return fgkSeedGap;}   
61   Int_t    GetMaxGap()        const {return fMaxGap;}   
62   Int_t    GetTimeBinsPerPlane()   const {return fTimeBinsPerPlane;}   
63   Float_t  GetSeedStep()      const {return fgkSeedStep;}
64   Float_t  GetSeedDepth()     const {return fgkSeedDepth;}
65   Float_t  GetSkipDepth()     const {return fgkSkipDepth;}
66   Double_t GetMaxChi2()       const {return fgkMaxChi2;}
67   Float_t  GetMaxSeedC()      const {return fgkMaxSeedC;}
68   Float_t  GetMaxSeedTan()    const {return fgkMaxSeedTan;}
69   Double_t GetSeedErrorSY()   const {return fgkSeedErrorSY;}
70   Double_t GetSeedErrorSY3()  const {return fgkSeedErrorSY3;}
71   Double_t GetSeedErrorSZ()   const {return fgkSeedErrorSZ;}
72   Float_t  GetLabelFraction() const {return fgkLabelFraction;}
73   Float_t  GetWideRoad()      const {return fgkWideRoad;}
74
75   Float_t  GetMinClustersInTrack() const {return fgkMinClustersInTrack;}
76   Float_t  GetMinClustersInSeed()  const {return fgkMinClustersInSeed;} 
77   Float_t  GetMaxSeedDeltaZ()      const {return fgkMaxSeedDeltaZ;}
78   Float_t  GetMaxSeedVertexZ()     const {return fgkMaxSeedVertexZ;}
79
80   // x <-> timebin conversions useful in analysis macros
81   Double_t GetX(Int_t sec, Int_t plane, Int_t local_tb) const;
82   Double_t GetX(Int_t sec, Int_t pl) const { 
83     return fTrSec[sec]->GetLayer(pl)->GetX(); }
84   Int_t GetGlobalTimeBin(Int_t sec, Int_t plane, Int_t local_tb) const {
85     return fTrSec[sec]->CookTimeBinIndex(plane,local_tb); }
86   Double_t GetLayerNumber(Int_t sec, Double_t x) const {
87     return fTrSec[sec]->GetLayerNumber(x); }
88
89  public:
90    class AliTRDpropagationLayer {
91    // *****************  internal class *******************
92    public: 
93      AliTRDpropagationLayer(Double_t x, Double_t dx, Double_t rho, 
94                             Double_t x0, Int_t tb_index); 
95
96      ~AliTRDpropagationLayer() { 
97        if(fTimeBinIndex >= 0) { delete[] fClusters; delete[] fIndex; }
98      }
99      void InsertCluster(AliTRDcluster*, UInt_t);
100      operator       Int_t() const {return fN;}
101      AliTRDcluster* operator[](Int_t i) {return fClusters[i];}
102      UInt_t         GetIndex(Int_t i) const {return fIndex[i];} 
103      Double_t       GetX() const { return fX; }
104      Double_t       GetdX() const { return fdX; }
105      Double_t       GetRho() const { return fRho; }
106      Double_t       GetX0() const { return fX0; }
107      Int_t          GetTimeBinIndex() const { return fTimeBinIndex; }     
108      void           GetPropagationParameters(Double_t y, Double_t z,
109                                 Double_t &dx, Double_t &rho, Double_t &x0, 
110                                 Bool_t &lookForCluster) const;
111      Int_t          Find(Double_t y) const; 
112      void           SetZmax(Int_t cham, Double_t center, Double_t w)
113                       { fZc[cham] = center;  fZmax[cham] = w; }
114      void           SetYmax(Double_t w) { fYmax = w; }
115      Double_t       GetYmax() const { return fYmax; }
116      Double_t       GetZmax(Int_t c) const { return fZmax[c]; }
117      Double_t       GetZc(Int_t c) const { return fZc[c]; }
118      
119      void           SetHole(Double_t Zmax, Double_t Ymax,
120                             Double_t rho = 1.29e-3, Double_t x0 = 36.66,
121                             Double_t Yc = 0, Double_t Zc = 0);
122                             
123      Bool_t         IsSensitive() {return (fTimeBinIndex>=0)? kTRUE: kFALSE;}
124                        
125      void    Clear() {for(Int_t i=0; i<fN; i++) fClusters[i] = NULL; fN = 0;}
126                    
127    private:     
128
129      Int_t         fN;
130      AliTRDcluster **fClusters; // array of pointers to clusters
131      UInt_t        *fIndex;     // array of cluster indexes
132      Double_t       fX;         // x coordinate of the middle plane
133      Double_t       fdX;        // radial thickness of the time bin
134      Double_t       fRho;       // default density of the material 
135      Double_t       fX0;        // default radiation length 
136      Int_t          fTimeBinIndex;  // plane * F(local_tb)  
137      Double_t       fZc[kZONES];  // Z position of the center for 5 active areas
138      Double_t       fZmax[kZONES]; // half of active area length in Z
139      Double_t       fYmax;        // half of active area length in Y
140
141      Bool_t         fHole;        // kTRUE if there is a hole in the layer
142      Double_t       fHoleZc;      // Z of the center of the hole 
143      Double_t       fHoleZmax;    // half of the hole length in Z
144      Double_t       fHoleYc;      // Y of the center of the hole 
145      Double_t       fHoleYmax;    // half of the hole length in Y 
146      Double_t       fHoleRho;     // density of the gas in the hole 
147      Double_t       fHoleX0;      // radiation length of the gas in the hole 
148    };
149
150    class AliTRDtrackingSector {
151    public:
152      AliTRDtrackingSector(AliTRDgeometry* geo, Int_t gs, AliTRDparameter* par);
153      ~AliTRDtrackingSector() { for(Int_t i=0; i<fN; i++) delete fLayers[i]; }
154      Int_t    GetNumberOfLayers() const { return fN; }
155      Int_t    GetNumberOfTimeBins() const;
156      Double_t GetX(Int_t pl) const { return fLayers[pl]->GetX(); }
157      void     MapTimeBinLayers();
158      Int_t    GetLayerNumber(Double_t x) const;
159      Int_t    GetInnerTimeBin() const;
160      Int_t    GetOuterTimeBin() const;
161      Int_t    GetLayerNumber(Int_t tb) const {return fTimeBinIndex[tb];}
162      Float_t  GetTzeroShift() const { return fTzeroShift; }   
163      Int_t    Find(Double_t x) const; 
164      void     InsertLayer(AliTRDpropagationLayer* pl);
165      //     AliTRDpropagationLayer* operator[](Int_t i) { return fLayers[i]; }
166      AliTRDpropagationLayer* GetLayer(Int_t i) { return fLayers[i]; }
167      Int_t    CookTimeBinIndex(Int_t plane, Int_t local_tb) const;     
168
169    private:
170      Int_t                     fN;      // total number of layers
171      AliTRDgeometry            *fGeom;     
172      AliTRDparameter           *fPar;     
173      AliTRDpropagationLayer    *fLayers[kMAX_LAYERS_PER_SECTOR];     
174      Int_t                     fTimeBinIndex[kMAX_TIME_BIN_INDEX];     
175      Float_t                   fTzeroShift;   // T0 shift in cm
176      Int_t                     fGeomSector;   // sector # in AliTRDgeometry
177    };
178
179  private:
180
181   void          LoadEvent();
182   void          UnloadEvent();
183
184   virtual void  MakeSeeds(Int_t inner, Int_t outer, Int_t turn);
185
186   Int_t         FollowProlongation(AliTRDtrack& t, Int_t rf);
187   Int_t         FollowBackProlongation(AliTRDtrack& t);
188   //Int_t         FolowRefitInward(AliTRDtrack *seed, AliTPCtrack *track);
189
190   Int_t         PropagateToTPC(AliTRDtrack& t);
191   Int_t         PropagateToOuterPlane(AliTRDtrack& t, Double_t x);
192
193   Int_t         WriteTracks(); 
194   void          ReadClusters(TObjArray *array, const TFile *in = 0);
195
196   void          SetSY2corr(Float_t w)    {fSY2corr = w;}
197   void          SetSZ2corr(Float_t w)    {fSZ2corr = w;}
198   Double_t      ExpectedSigmaY2(Double_t r, Double_t tgl, Double_t pt);
199   Double_t      ExpectedSigmaZ2(Double_t r, Double_t tgl);
200
201
202  protected:
203
204   AliTRDgeometry     *fGeom;            // Pointer to TRD geometry
205   AliTRDparameter    *fPar;     
206
207   AliTRDtrackingSector *fTrSec[kTRACKING_SECTORS];       
208                                        // array of tracking sectors;    
209   
210   Int_t            fNclusters;        // Number of clusters in TRD 
211   TObjArray        *fClusters;        // List of clusters for all sectors
212
213   Int_t            fNseeds;           // Number of track seeds  
214   TObjArray        *fSeeds;           // List of track seeds
215    
216   Int_t            fNtracks;          // Number of reconstructed tracks 
217   TObjArray        *fTracks;          // List of reconstructed tracks   
218
219   Float_t          fSY2corr;          // Correction coefficient for
220                                       // cluster SigmaY2 
221
222   Float_t          fSZ2corr;          // Correction coefficient for
223                                       // cluster SigmaZ2 
224
225   static const Float_t  fgkSeedGap;   // Distance between inner and outer
226                                       // time bin in seeding 
227                                       // (fraction of all time bins) 
228   
229   static const Float_t  fgkSeedStep;    // Step in iterations
230   static const Float_t  fgkSeedDepth;   // Fraction of TRD allocated fgkor seeding
231   static const Float_t  fgkSkipDepth;   // Fraction of TRD which can be skipped
232                                       // in track prolongation             
233   Int_t       fTimeBinsPerPlane;      // number of sensitive timebins per plane
234   Int_t       fMaxGap;                // max gap (in time bins) in the track  
235                                       // in track prolongation             
236
237   static const Double_t fgkMaxChi2;     // max increment in track chi2 
238         
239   static const Float_t  fgkMinClustersInTrack; // min number of clusters in track
240                                              // out of total timebins
241
242   static const Float_t  fgkMinFractionOfFoundClusters; // min fgkound clusters 
243                                                      // out of expected  
244
245   static const Float_t  fgkMinClustersInSeed;  // min fgkraction of clusters in seed
246   static const Float_t  fgkMaxSeedDeltaZ;   // max dZ in MakeSeeds
247   static const Float_t  fgkMaxSeedDeltaZ12; // max abs(z1-z2) in MakeSeeds
248   static const Float_t  fgkMaxSeedC;       // max initial curvature in MakeSeeds
249   static const Float_t  fgkMaxSeedTan;     // max initial Tangens(lambda) in MakeSeeds
250   static const Float_t  fgkMaxSeedVertexZ; // max vertex Z in MakeSeeds
251   static const Double_t fgkSeedErrorSY;    // sy parameter in MakeSeeds
252   static const Double_t fgkSeedErrorSY3;   // sy3 parameter in MakeSeeds
253   static const Double_t fgkSeedErrorSZ;    // sz parameter in MakeSeeds
254   static const Float_t  fgkLabelFraction;  // min fgkraction of same label
255   static const Float_t  fgkWideRoad;       // max road width in FindProlongation
256
257   Bool_t                fVocal;   
258   Bool_t                fAddTRDseeds;
259  
260   Bool_t                fNoTilt;
261  
262   
263   Bool_t AdjustSector(AliTRDtrack *track); 
264  
265   
266   // Barrel tracks [SR, 03.04.2003]
267
268   static const Int_t kFirstPlane;   // Id of the first (innermost) reference plane 
269   static const Int_t kLastPlane;    // Id of the last (outermost) reference plane
270   
271   void SetBarrelTree(const char *mode);
272   void StoreBarrelTrack(AliTRDtrack *ps, Int_t refPlane, Int_t isIn);
273   
274   TFile *fBarrelFile;
275   TTree *fBarrelTree;
276   TClonesArray *fBarrelArray;
277   AliBarrelTrack *fBarrelTrack;
278
279
280   ClassDef(AliTRDtracker,1)           // manager base class  
281
282 };
283
284 #endif