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