TRD/qaRec/AliTRDclusterResolution.cxx

   1 /**************************************************************************
   2 * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3 *                                                                        *
   4 * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5 * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6 *                                                                        *
   7 * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8 * documentation strictly for non-commercialf purposes is hereby granted   *
   9 * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10 * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11 * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12 * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13 * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14 **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id: AliTRDclusterResolution.cxx */
  17
  18 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  19 //                                                                           //
  20 //  TRD cluster error parameterization                                        //
  21 //                                                                           //
  22 // This class is designed to produce the reference plots for a detailed study//
  23 // and parameterization of TRD cluster errors. The following effects are taken//
  24 // into account :                                                            //
  25 //   - dependence with the total charge of the cluster                       //
  26 //   - dependence with the distance from the center pad. This is monitored
  27 // for each layer individually since the pad size varies with layer
  28 //   - dependence with the drift length - here the influence of anisochronity
  29 // and diffusion are searched
  30 //   - dependence with the distance to the anode wire - anisochronity effects
  31 //   - dependence with track angle (for y resolution)
  32 // The correlation between effects is taken into account.
  33 //
  34 // Since magnetic field plays a very important role in the TRD measurement
  35 // the ExB correction is forced by the setter function SetExB(Int_t). The
  36 // argument is the detector index, if none is specified all will be
  37 // considered.
  38 //
  39 // Two cases are of big importance.
  40 //   - comparison with MC
  41 //   - comparison with Kalman fit. In this case the covariance matrix of the
  42 // Kalman fit are needed.
  43 //
  44 // The functionalities implemented in this class are based on the storage
  45 // class AliTRDclusterInfo.
  46 //
  47 // The Method
  48 // ----------
  49 //
  50 // The method to disentangle s_y and s_x is based on the relation (see also fig.)
  51 // BEGIN_LATEX
  52 // #sigma^{2} = #sigma^{2}_{y} + tg^{2}(#alpha_{L})*#sigma^{2}_{x_{d}} + tg^{2}(#phi-#alpha_{L})*(#sigma^{2}_{x_{d}}+#sigma^{2}_{x_{c}})
  53 // END_LATEX
  54 // with
  55 // BEGIN_LATEX
  56 // #sigma^{2}_{x_{c}} #approx 0
  57 // END_LATEX
  58 // we suppose the chamber is well calibrated for t_{0} and aligned in
  59 // radial direction.
  60 //
  61 // Clusters can be radially shifted due to three causes:
  62 //   - globally shifted - due to residual misalignment/miscalibration(t0)
  63 //   - locally shifted - due to different local drift velocity from the mean
  64 //   - randomly shifted - due to neighboring (radial direction) clusters
  65 // charge induced by asymmetry of the TRF.
  66 //
  67 // We estimate this effects by the relations:
  68 // BEGIN_LATEX
  69 // #mu_{y} = tg(#alpha_{L})*#Delta x_{d}(...) + tg(#phi-#alpha_{L})*(#Delta x_{c}(...) + #Delta x_{d}(...))
  70 // END_LATEX
  71 // where
  72 // BEGIN_LATEX
  73 // #Delta x_{d}(...) = (<v_{d}> + #delta v_{d}(x_{d}, d)) * (t + t^{*}(Q))
  74 // END_LATEX
  75 // and we specified explicitely the variation of drift velocity parallel
  76 // with the track (x_{d}) and perpendicular to it due to anisochronity (d).
  77 //
  78 // For estimating the contribution from asymmetry of TRF the following
  79 // parameterization is being used
  80 // BEGIN_LATEX
  81 // t^{*}(Q) = #delta_{0} * #frac{Q_{t+1} - Q_{t-1}}{Q_{t-1} + Q_{t} + Q_{t+1}}
  82 // END_LATEX
  83 //
  84 //
  85 // Clusters can also be r-phi shifted due to:
  86 //   - wrong PRF or wrong cuts at digits level
  87 //The following correction is applied :
  88 // BEGIN_LATEX
  89 // <#Delta y> = a + b * sin(c*y_{pw})
  90 // END_LATEX
  91
  92 // The Models
  93 //
  94 //   Parameterization against total charge
  95 //
  96 // Obtained for B=0T at phi=0. All other effects integrated out.
  97 // BEGIN_LATEX
  98 // #sigma^{2}_{y}(Q) = #sigma^{2}_{y}(...) + b(#frac{1}{Q} - #frac{1}{Q_{0}})
  99 // END_LATEX
 100 // For B diff 0T the error of the average ExB correction error has to be subtracted !!
 101 //
 102 //   Parameterization Sx
 103 //
 104 // The parameterization of the error in the x direction can be written as
 105 // BEGIN_LATEX
 106 // #sigma_{x} = #sigma_{x}^{||} + #sigma_{x}^{#perp}
 107 // END_LATEX
 108 //
 109 // where the parallel component is given mainly by the TRF width while
 110 // the perpendicular component by the anisochronity. The model employed for
 111 // the parallel is gaus(0)+expo(3) with the following parameters
 112 // 1  C   5.49018e-01   1.23854e+00   3.84540e-04  -8.21084e-06
 113 // 2  M   7.82999e-01   6.22531e-01   2.71272e-04  -6.88485e-05
 114 // 3  S   2.74451e-01   1.13815e+00   2.90667e-04   1.13493e-05
 115 // 4  E1  2.53596e-01   1.08646e+00   9.95591e-05  -2.11625e-05
 116 // 5  E2 -2.40078e-02   4.26520e-01   4.67153e-05  -2.35392e-04
 117 //
 118 // and perpendicular to the track is pol2 with the parameters
 119 //
 120 // Par_0 = 0.190676 +/- 0.41785
 121 // Par_1 = -3.9269  +/- 7.49862
 122 // Par_2 = 14.7851  +/- 27.8012
 123 //
 124 //   Parameterization Sy
 125 //
 126 // The parameterization of the error in the y direction along track uses
 127 // BEGIN_LATEX
 128 // #sigma_{y}^{||} = #sigma_{y}^{0} -a*exp(1/(x-b))
 129 // END_LATEX
 130 //
 131 // with following values for the parameters:
 132 // 1  sy0 2.60967e-01   2.99652e-03   7.82902e-06  -1.89636e-04
 133 // 2  a  -7.68941e+00   1.87883e+00   3.84539e-04   9.38268e-07
 134 // 3  b  -3.41160e-01   7.72850e-02   1.63231e-05   2.51602e-05
 135 //
 136 //==========================================================================
 137 // Example how to retrive reference plots from the task
 138 // void steerClErrParam(Int_t fig=0)
 139 // {
 140 //   gSystem->Load("libANALYSIS.so");
 141 //   gSystem->Load("libTRDqaRec.so");
 142 //
 143 //   // initialize DB manager
 144 //   AliCDBManager *cdb = AliCDBManager::Instance();
 145 //   cdb->SetDefaultStorage("local://$ALICE_ROOT/OCDB");
 146 //   cdb->SetRun(0);
 147 //   // initialize magnetic field.
 148 //   AliMagFCheb *field=new AliMagFCheb("Maps","Maps", 2, 1., 10., AliMagFCheb::k5kG);
 149 //   AliTracker::SetFieldMap(field, kTRUE);
 150 //
 151 //   AliTRDclusterResolution *res = new AliTRDclusterResolution();
 152 //   res->SetMCdata();
 153 //   res->Load("TRD.TaskClErrParam.root");
 154 //   res->SetExB();
 155 //   res->SetVisual();
 156 //   //res->SetSaveAs();
 157 //   res->SetProcessCharge(kFALSE);
 158 //   res->SetProcessCenterPad(kFALSE);
 159 //   //res->SetProcessMean(kFALSE);
 160 //   res->SetProcessSigma(kFALSE);
 161 //   if(!res->PostProcess()) return;
 162 //   new TCanvas;
 163 //   res->GetRefFigure(fig);
 164 // }
 165 //
 166 //  Authors:                                                              //
 167 //    Alexandru Bercuci <A.Bercuci@gsi.de>                                //
 168 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 169
 170 #include "AliTRDclusterResolution.h"
 171 #include "AliTRDtrackInfo/AliTRDclusterInfo.h"
 172 #include "AliTRDgeometry.h"
 173 #include "AliTRDcalibDB.h"
 174 #include "AliTRDCommonParam.h"
 175 #include "Cal/AliTRDCalROC.h"
 176 #include "Cal/AliTRDCalDet.h"
 177
 178 #include "AliLog.h"
 179 #include "AliTracker.h"
 180 #include "AliCDBManager.h"
 181
 182 #include "TROOT.h"
 183 #include "TObjArray.h"
 184 #include "TAxis.h"
 185 #include "TF1.h"
 186 #include "TGraphErrors.h"
 187 #include "TLine.h"
 188 #include "TH2I.h"
 189 #include "TMath.h"
 190 #include "TLinearFitter.h"
 191
 192 #include "TCanvas.h"
 193 #include "TSystem.h"
 194
 195
 196 ClassImp(AliTRDclusterResolution)
 197
 198 const Float_t AliTRDclusterResolution::fgkTimeBinLength = 1./ AliTRDCommonParam::Instance()->GetSamplingFrequency();
 199 //_______________________________________________________
 200 AliTRDclusterResolution::AliTRDclusterResolution(const char *name)
 201   : AliTRDrecoTask(name, "Cluster Error Parametrization")
 202   ,fCanvas(0x0)
 203   ,fInfo(0x0)
 204   ,fResults(0x0)
 205   ,fAt(0x0)
 206   ,fAd(0x0)
 207   ,fStatus(0)
 208   ,fDet(-1)
 209   ,fExB(0.)
 210   ,fVdrift(0.)
 211 {
 212   // time drift axis
 213   fAt = new TAxis(kNTB, 0., kNTB*fgkTimeBinLength);
 214   // z axis spans the drift cell 2.5 mm
 215   fAd = new TAxis(kND, 0., .25);
 216
 217   // By default register all analysis
 218   // The user can switch them off in his steering macro
 219   SetProcess(kQRes);
 220   SetProcess(kCenter);
 221   SetProcess(kMean);
 222   SetProcess(kSigm);
 223 }
 224
 225 //_______________________________________________________
 226 AliTRDclusterResolution::~AliTRDclusterResolution()
 227 {
 228   if(fCanvas) delete fCanvas;
 229   if(fAd) delete fAd;
 230   if(fAt) delete fAt;
 231   if(fResults){
 232     fResults->Delete();
 233     delete fResults;
 234   }
 235 }
 236
 237 //_______________________________________________________
 238 void AliTRDclusterResolution::ConnectInputData(Option_t *)
 239 {
 240   fInfo = dynamic_cast<TObjArray *>(GetInputData(0));
 241 }
 242
 243 //_______________________________________________________
 244 void AliTRDclusterResolution::CreateOutputObjects()
 245 {
 246   OpenFile(0, "RECREATE");
 247   fContainer = Histos();
 248 }
 249
 250 //_______________________________________________________
 251 Bool_t AliTRDclusterResolution::GetRefFigure(Int_t ifig)
 252 {
 253   if(!fResults) return kFALSE;
 254
 255   TList *l = 0x0;
 256   TObjArray *arr = 0x0;
 257   TH2 *h2 = 0x0;
 258   TGraphErrors *gm(0x0), *gs(0x0), *gp(0x0);
 259   switch(ifig){
 260   case kQRes:
 261     if(!(arr = (TObjArray*)fResults->At(kQRes))) break;
 262     if(!(gm = (TGraphErrors*)arr->At(0))) break;
 263     if(!(gs = (TGraphErrors*)arr->At(1))) break;
 264     if(!(gp = (TGraphErrors*)arr->At(2))) break;
 265     gs->Draw("apl");
 266     gs->GetHistogram()->GetYaxis()->SetRangeUser(-.01, .6);
 267     gs->GetHistogram()->SetXTitle("Q [a.u.]");
 268     gs->GetHistogram()->SetYTitle("#sigma_{y} / #mu_{y} [mm] / freq");
 269     gm->Draw("pl");
 270     gp->Draw("pl");
 271     return kTRUE;
 272   case kCenter:
 273     if(!(arr = (TObjArray*)fResults->At(kCenter))) break;
 274     gPad->Divide(3, 1); l = gPad->GetListOfPrimitives();
 275     for(Int_t ipad = 3; ipad--;){
 276       if(!(h2 = (TH2F*)arr->At(ipad))) return kFALSE;
 277       ((TVirtualPad*)l->At(ipad))->cd();
 278       h2->Draw("lego2fb");
 279     }
 280     return kTRUE;
 281   case kSigm:
 282     if(!(arr = (TObjArray*)fResults->At(kSigm))) break;
 283     gPad->Divide(2, 1); l = gPad->GetListOfPrimitives();
 284     for(Int_t ipad = 2; ipad--;){
 285       if(!(h2 = (TH2F*)arr->At(ipad))) return kFALSE;
 286       ((TVirtualPad*)l->At(ipad))->cd();
 287       h2->Draw("lego2fb");
 288     }
 289     return kTRUE;
 290   case kMean:
 291     if(!(arr = (TObjArray*)fResults->At(kMean))) break;
 292     gPad->Divide(2, 1);  l = gPad->GetListOfPrimitives();
 293     for(Int_t ipad = 2; ipad--;){
 294       if(!(h2 = (TH2F*)arr->At(ipad))) return kFALSE;
 295       ((TVirtualPad*)l->At(ipad))->cd();
 296       h2->Draw("lego2fb");
 297     }
 298     return kTRUE;
 299   default:
 300     break;
 301   }
 302   AliWarning("No container/data found.");
 303   return kFALSE;
 304 }
 305
 306 //_______________________________________________________
 307 TObjArray* AliTRDclusterResolution::Histos()
 308 {
 309   if(fContainer) return fContainer;
 310   fContainer = new TObjArray(sizeof(AliTRDclusterResolution::EResultContainer));
 311   //fContainer->SetOwner(kTRUE);
 312
 313   TH2I *h2 = 0x0;
 314   TObjArray *arr = 0x0;
 315
 316   fContainer->AddAt(h2 = new TH2I("h_q", "", 50, 2.2, 7.5, 100, -.5, .5), kQRes);
 317   h2->SetXTitle("log(q) [a.u.]");
 318   h2->SetYTitle("#Delta y[cm]");
 319   h2->SetZTitle("entries");
 320
 321   fContainer->AddAt(arr = new TObjArray(AliTRDgeometry::kNlayer), kCenter);
 322   arr->SetName("y(PadWidth)");
 323   for(Int_t ily=0; ily<AliTRDgeometry::kNlayer; ily++){
 324     arr->AddAt(h2 = new TH2I(Form("h_y%d", ily), Form("Ly[%d]", ily), 51, -.51, .51, 100, -.5, .5), ily);
 325     h2->SetXTitle("y_{w} [w]");
 326     h2->SetYTitle("#Delta y[cm]");
 327     h2->SetZTitle("entries");
 328   }
 329
 330   fContainer->AddAt(arr = new TObjArray(kN), kSigm);
 331   arr->SetName("Resolution");
 332   Int_t ih = 0;
 333   for(Int_t id=1; id<=fAd->GetNbins(); id++){
 334     for(Int_t it=1; it<=fAt->GetNbins(); it++){
 335       arr->AddAt(h2 = new TH2I(Form("hr_d%02dt%02d", id, it), Form("d_{wire}(%3.1f-%3.1f)[mm] t_{drift}(%3.1f-%3.1f)[#mus]", 10.*fAd->GetBinLowEdge(id), 10.*fAd->GetBinUpEdge(id), fAt->GetBinLowEdge(it), fAt->GetBinUpEdge(it)), 35, -.35, .35, 100, -.5, .5), ih++);
 336       h2->SetXTitle("tg#phi");
 337       h2->SetYTitle("#Delta y[cm]");
 338       h2->SetZTitle("entries");
 339     }
 340   }
 341
 342   fContainer->AddAt(arr = new TObjArray(kN), kMean);
 343   arr->SetName("Systematics");
 344   ih = 0;
 345   for(Int_t id=1; id<=fAd->GetNbins(); id++){
 346     for(Int_t it=1; it<=fAt->GetNbins(); it++){
 347       arr->AddAt(h2 = new TH2I(Form("hs_d%02dt%02d", id, it), Form("d_{wire}(%3.1f-%3.1f)[mm] t_{drift}(%3.1f-%3.1f)[#mus]", 10.*fAd->GetBinLowEdge(id), 10.*fAd->GetBinUpEdge(id), fAt->GetBinLowEdge(it), fAt->GetBinUpEdge(it)), 35, -.35, .35, 100, -.5, .5), ih++);
 348       h2->SetXTitle("tg#phi-h*tg(#theta)");
 349       h2->SetYTitle("#Delta y[cm]");
 350       h2->SetZTitle("entries");
 351     }
 352   }
 353
 354   return fContainer;
 355 }
 356
 357 //_______________________________________________________
 358 void AliTRDclusterResolution::Exec(Option_t *)
 359 {
 360   if(!HasExB()) AliWarning("ExB was not set. Call SetExB() before running the task.");
 361
 362   Int_t det, t;
 363   Float_t x, y, z, q, dy, dydx, dzdx, cov[3], covcl[3];
 364   TH2I *h2 = 0x0;
 365
 366   // define limits around ExB for which x contribution is negligible
 367   const Float_t kDtgPhi = 3.5e-2; //(+- 2 deg)
 368
 369   TObjArray *arr0 = (TObjArray*)fContainer->At(kCenter);
 370   TObjArray *arr1 = (TObjArray*)fContainer->At(kSigm);
 371   TObjArray *arr2 = (TObjArray*)fContainer->At(kMean);
 372
 373   const AliTRDclusterInfo *cli = 0x0;
 374   TIterator *iter=fInfo->MakeIterator();
 375   while((cli=dynamic_cast<AliTRDclusterInfo*>((*iter)()))){
 376     cli->GetCluster(det, x, y, z, q, t, covcl);
 377     if(fDet>=0 && fDet!=det) continue;
 378
 379     dy = cli->GetResolution();
 380     cli->GetGlobalPosition(y, z, dydx, dzdx, &cov[0]);
 381
 382     // resolution as a function of cluster charge
 383     // only for phi equal exB
 384     if(TMath::Abs(dydx-fExB) < kDtgPhi){
 385       h2 = (TH2I*)fContainer->At(kQRes);
 386       h2->Fill(TMath::Log(q), dy);
 387     }
 388
 389     // do not use problematic clusters in resolution analysis
 390     // TODO define limits as calibration aware (gain) !!
 391     if(q<20. || q>250.) continue;
 392
 393     // resolution as a function of y displacement from pad center
 394     // only for phi equal exB
 395     if(TMath::Abs(dydx-fExB) < kDtgPhi){
 396       h2 = (TH2I*)arr0->At(AliTRDgeometry::GetLayer(det));
 397       h2->Fill(cli->GetYDisplacement(), dy);
 398     }
 399
 400     Int_t it = fAt->FindBin((t+.5)*fgkTimeBinLength);
 401     if(it==0 || it == fAt->GetNbins()+1){
 402       AliWarning(Form("Drift time %f outside allowed range", t));
 403       continue;
 404     }
 405     Int_t id = fAd->FindBin(cli->GetAnisochronity());
 406     if(id==0 || id == fAd->GetNbins()+1){
 407       AliWarning(Form("Distance to anode %f outside allowed range", cli->GetAnisochronity()));
 408       continue;
 409     }
 410     // calculate index of cluster position in array
 411     Int_t hid = (id-1)*kNTB+it-1;
 412
 413     // fill histo for resolution (sigma)
 414     h2 = (TH2I*)arr1->At(hid);
 415     h2->Fill(dydx, dy);
 416
 417     // fill histo for systematic (mean)
 418     h2 = (TH2I*)arr2->At(hid);
 419     h2->Fill(dydx-cli->GetTilt()*dzdx, dy);
 420   }
 421   PostData(0, fContainer);
 422 }
 423
 424
 425 //_______________________________________________________
 426 Bool_t AliTRDclusterResolution::PostProcess()
 427 {
 428   if(!fContainer) return kFALSE;
 429   if(!HasExB()) AliWarning("ExB was not set. Call SetExB() before running the post processing.");
 430
 431   TObjArray *arr = 0x0;
 432   TH2 *h2 = 0x0;
 433   if(!fResults){
 434     TGraphErrors *g = 0x0;
 435     fResults = new TObjArray(sizeof(AliTRDclusterResolution::EResultContainer));
 436     fResults->SetOwner();
 437     fResults->AddAt(arr = new TObjArray(3), kQRes);
 438     arr->SetOwner();
 439     arr->AddAt(g = new TGraphErrors(), 0);
 440     g->SetLineColor(kBlue); g->SetMarkerColor(kBlue);
 441     g->SetMarkerStyle(7);
 442     arr->AddAt(g = new TGraphErrors(), 1);
 443     g->SetLineColor(kRed); g->SetMarkerColor(kRed);
 444     g->SetMarkerStyle(23);
 445     arr->AddAt(g = new TGraphErrors(), 2);
 446     g->SetLineColor(kGreen); g->SetMarkerColor(kGreen);
 447     g->SetMarkerStyle(7);
 448
 449     fResults->AddAt(arr = new TObjArray(3), kCenter);
 450     arr->SetOwner();
 451
 452     if(!(h2 = (TH2F*)gROOT->FindObject("hYM"))){
 453       h2 = new TH2F("hYM", "",
 454       AliTRDgeometry::kNlayer, -.5, AliTRDgeometry::kNlayer-.5, 51, -.51, .51);
 455     }
 456     arr->AddAt(h2, 0);
 457     h2->SetXTitle("ly");
 458     h2->SetYTitle("y [w]");
 459     h2->SetZTitle("#mu_{x} [cm]");
 460     arr->AddAt(h2 = (TH2F*)h2->Clone("hYS"), 1);
 461     h2->SetZTitle("#sigma_{x} [cm]");
 462     arr->AddAt(h2 = (TH2F*)h2->Clone("hYP"), 2);
 463     h2->SetZTitle("entries");
 464
 465     fResults->AddAt(arr = new TObjArray(2), kSigm);
 466     arr->SetOwner();
 467     if(!(h2 = (TH2F*)gROOT->FindObject("hSX"))){
 468       h2 = new TH2F("hSX", "",
 469       fAd->GetNbins(), fAd->GetXmin(), fAd->GetXmax(),
 470       fAt->GetNbins(), fAt->GetXmin(), fAt->GetXmax());
 471     }
 472     arr->AddAt(h2, 0);
 473     h2->SetXTitle("d [cm]");
 474     h2->SetYTitle("t_{drift} [#mus]");
 475     h2->SetZTitle("#sigma_{x} [cm]");
 476     arr->AddAt(h2 = (TH2F*)h2->Clone("hSY"), 1);
 477     h2->SetZTitle("#sigma_{y} [cm]");
 478
 479     fResults->AddAt(arr = new TObjArray(2), kMean);
 480     arr->SetOwner();
 481     arr->AddAt(h2 = (TH2F*)h2->Clone("hDX"), 0);
 482     h2->SetZTitle("dx [cm]");
 483     arr->AddAt(h2 = (TH2F*)h2->Clone("hDY"), 1);
 484     h2->SetZTitle("dy [cm]");
 485   } else {
 486     TObject *o = 0x0;
 487     TIterator *iter=fResults->MakeIterator();
 488     while((o=((*iter)()))) o->Clear(); // maybe it is wrong but we should never reach this point
 489   }
 490
 491   // precalculated value of tg^2(alpha_L)
 492   Double_t exb2 = fExB*fExB;
 493   // square of the mean value of sigma drift length.
 494   // has to come from previous calibration
 495   //Double_t sxd2 = 1.;// [mm^2]
 496
 497   printf("ExB[%e] ExB2[%e]\n", fExB, exb2);
 498
 499   // process resolution dependency on charge
 500   if(HasProcess(kQRes)) ProcessCharge();
 501
 502   // process resolution dependency on y displacement
 503   if(HasProcess(kCenter)) ProcessCenterPad();
 504
 505   // process resolution dependency on drift legth and drift cell width
 506   if(HasProcess(kSigm)) ProcessSigma();
 507
 508   // process systematic shift on drift legth and drift cell width
 509   if(HasProcess(kMean)) ProcessMean();
 510
 511   return kTRUE;
 512 }
 513
 514 //_______________________________________________________
 515 Bool_t AliTRDclusterResolution::SetExB(Int_t det, Int_t col, Int_t row)
 516 {
 517   // check OCDB
 518   AliCDBManager *cdb = AliCDBManager::Instance();
 519   if(cdb->GetRun() < 0){
 520     AliError("OCDB manager not properly initialized");
 521     return kFALSE;
 522   }
 523
 524   // check magnetic field
 525   if(TMath::Abs(AliTracker::GetBz()) < 1.e-10){
 526     AliWarning("B=0. Magnetic field may not be initialized. Continue if you know what you are doing !");
 527   }
 528
 529   // set reference detector if any
 530   if(det>=0 && det<AliTRDgeometry::kNdet) fDet = det;
 531   else det = 0;
 532
 533   AliTRDcalibDB *fCalibration  = AliTRDcalibDB::Instance();
 534   AliTRDCalROC  *fCalVdriftROC = fCalibration->GetVdriftROC(det);
 535   const AliTRDCalDet  *fCalVdriftDet = fCalibration->GetVdriftDet();
 536
 537   fVdrift = fCalVdriftDet->GetValue(det) * fCalVdriftROC->GetValue(col, row);
 538   fExB   = AliTRDCommonParam::Instance()->GetOmegaTau(fVdrift);
 539   SetBit(kExB);
 540   return kTRUE;
 541 }
 542
 543 //_______________________________________________________
 544 void AliTRDclusterResolution::SetVisual()
 545 {
 546   if(fCanvas) return;
 547   fCanvas = new TCanvas("clResCanvas", "Cluster Resolution Visualization", 10, 10, 600, 600);
 548 }
 549
 550 //_______________________________________________________
 551 void AliTRDclusterResolution::ProcessCharge()
 552 {
 553   TH2I *h2 = 0x0;
 554   if((h2 = (TH2I*)fContainer->At(kQRes))) {
 555     AliWarning("Missing dy=f(Q) histo");
 556     return;
 557   }
 558   TF1 f("f", "gaus", -.5, .5);
 559   TAxis *ax = 0x0;
 560   TH1D *h1 = 0x0;
 561
 562   TObjArray *arr = (TObjArray*)fResults->At(kQRes);
 563   TGraphErrors *gqm = (TGraphErrors*)arr->At(0);
 564   TGraphErrors *gqs = (TGraphErrors*)arr->At(1);
 565   TGraphErrors *gqp = (TGraphErrors*)arr->At(2);
 566   Double_t q, n = 0., entries;
 567   ax = h2->GetXaxis();
 568   for(Int_t ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 569     q = TMath::Exp(ax->GetBinCenter(ix));
 570     if(q<20. || q>250.) continue; // ?!
 571
 572     h1 = h2->ProjectionY("py", ix, ix);
 573     entries = h1->GetEntries();
 574     if(entries < 50) continue;
 575     Adjust(&f, h1);
 576     h1->Fit(&f, "Q");
 577
 578     // Fill sy^2 = f(q)
 579     Int_t ip = gqm->GetN();
 580     gqm->SetPoint(ip, q, 10.*f.GetParameter(1));
 581     gqm->SetPointError(ip, 0., 10.*f.GetParError(1));
 582
 583     // correct sigma for ExB effect
 584     gqs->SetPoint(ip, q, 1.e1*f.GetParameter(2)/**f.GetParameter(2)-exb2*sxd2*/);
 585     gqs->SetPointError(ip, 0., 1.e1*f.GetParError(2)/**f.GetParameter(2)*/);
 586
 587     // save probability
 588     n += entries;
 589     gqp->SetPoint(ip, q, entries);
 590     gqp->SetPointError(ip, 0., 0./*TMath::Sqrt(entries)*/);
 591   }
 592
 593   // normalize probability and get mean sy
 594   Double_t sm = 0., sy;
 595   for(Int_t ip=gqp->GetN(); ip--;){
 596     gqp->GetPoint(ip, q, entries);
 597     entries/=n;
 598     gqp->SetPoint(ip, q, entries);
 599     gqs->GetPoint(ip, q, sy);
 600     sm += entries*sy;
 601   }
 602
 603   // error parametrization s(q) = <sy> + b(1/q-1/q0)
 604   TF1 fq("fq", "[0] + [1]/x", 20., 250.);
 605   gqs->Fit(&fq);
 606   printf("sy(Q) :: sm[%f] b[%f] 1/q0[%f]\n", sm, fq.GetParameter(1), (sm-fq.GetParameter(0))/fq.GetParameter(1));
 607 }
 608
 609 //_______________________________________________________
 610 void AliTRDclusterResolution::ProcessCenterPad()
 611 {
 612   TObjArray *arr = (TObjArray*)fContainer->At(kCenter);
 613   if(!arr) {
 614     AliWarning("Missing dy=f(y_d) container");
 615     return;
 616   }
 617   TF1 f("f", "gaus", -.5, .5);
 618   TAxis *ax = 0x0;
 619   TH1D *h1 = 0x0, *h11 = 0x0;
 620   TH2I *h2 = 0x0;
 621
 622   TObjArray *arrg = (TObjArray*)fResults->At(kCenter);
 623   TH2F *hym = (TH2F*)arrg->At(0);
 624   TH2F *hys = (TH2F*)arrg->At(1);
 625   TH2F *hyp = (TH2F*)arrg->At(2);
 626   for(Int_t ily=0; ily<AliTRDgeometry::kNlayer; ily++){
 627     if(!(h2 = (TH2I*)arr->At(ily))) continue;
 628     ax = h2->GetXaxis();
 629     for(Int_t ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 630       Float_t yd = ax->GetBinCenter(ix);
 631       h1 = h2->ProjectionY("py", ix, ix);
 632       Int_t entries = (Int_t)h1->GetEntries();
 633       if(entries < 50) continue;
 634       //Adjust(&f, h1);
 635       h1->Fit(&f, "QN");
 636
 637       // Fill sy = f(y_w)
 638       hyp->Fill(ily, yd, entries);
 639       hym->Fill(ily, yd, f.GetParameter(1));
 640       //hym->SetPointError(ip, 0., f.GetParError(1));
 641       hys->Fill(ily, yd, f.GetParameter(2));
 642       //hys->SetPointError(ip, 0., f.GetParError(2));
 643     }
 644   }
 645
 646   // POSTPROCESS SPECTRA
 647   // Found correction for systematic deviation
 648   TF1 fprf("fprf", "[0]+[1]*sin([2]*x)", -.5, .5);
 649   fprf.SetParameter(0, 0.);
 650   fprf.SetParameter(1, 1.1E-2);
 651   fprf.SetParameter(2, -TMath::PiOver2()/0.25);
 652   printf("  const Float_t cy[AliTRDgeometry::kNlayer][3] = {\n");
 653   for(Int_t ily=0; ily<AliTRDgeometry::kNlayer; ily++){
 654     h1 = hym->ProjectionY("hym_pyy", ily+1, ily+1);
 655     // adjust errors
 656     for(Int_t ib=h1->GetNbinsX(); ib--;) h1->SetBinError(ib, 0.002);
 657     h1->Fit(&fprf, "Q");
 658     printf("    {%5.3e, %5.3e, %5.3e},\n", fprf.GetParameter(0), fprf.GetParameter(1), fprf.GetParameter(2));
 659
 660     if(!fCanvas) continue;
 661     fCanvas->cd();
 662     h1->SetMinimum(-0.02);h1->SetMaximum(0.02);h1->Draw("e1");
 663     h11 = hyp->ProjectionY("hyp_pyy", ily+1, ily+1);
 664     h11->Scale(.8/h11->Integral());
 665     h11->SetLineColor(kBlue); h11->Draw("csame");
 666     fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 667     if(IsSaveAs())
 668     fCanvas->SaveAs(Form("Figures/ProcessCenterPad_M_Ly%d.gif", ily));
 669     else gSystem->Sleep(500);
 670   }
 671   printf("  };\n");
 672
 673   // Parameterization for sigma PRF
 674   TF1 fgaus("fgaus", "gaus", -.5, .5);
 675   printf("  const Float_t scy[AliTRDgeometry::kNlayer][4] = {\n");
 676   for(Int_t ily=0; ily<AliTRDgeometry::kNlayer; ily++){
 677     h1 = hys->ProjectionY("hys_pyy", ily+1, ily+1);
 678     // adjust errors
 679     for(Int_t ib=h1->GetNbinsX(); ib--;) h1->SetBinError(ib, 0.002);
 680
 681     h1->Fit(&fgaus, "Q");
 682     printf("    {%5.3e, %5.3e, %5.3e, ", fgaus.GetParameter(0), fgaus.GetParameter(1), fgaus.GetParameter(2));
 683
 684     // calculate mean sigma on the pad center distribution
 685     Float_t sy = 0.;
 686     h1 = hyp->ProjectionY("hyp_pyy", ily+1, ily+1);
 687     for(Int_t ix=1; ix<=h1->GetNbinsX(); ix++){
 688       sy += fgaus.Eval(h1->GetBinCenter(ix))*h1->GetBinContent(ix);
 689     }
 690     sy /= h1->GetEntries();
 691     printf("%5.3e},\n", sy);
 692
 693     if(!fCanvas) continue;
 694     fCanvas->cd();
 695     h1->SetMinimum(0.01);h1->SetMaximum(0.04);h1->Draw("e1");
 696     h11 = hyp->ProjectionY("hyp_pyy", ily+1, ily+1);
 697     h11->Scale(1./h11->Integral());
 698     h11->SetLineColor(kBlue); h11->Draw("csame");
 699     fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 700     if(IsSaveAs())
 701     fCanvas->SaveAs(Form("Figures/ProcessCenterPad_S_Ly%d.gif", ily));
 702     else gSystem->Sleep(500);
 703   }
 704   printf("  };\n");
 705 }
 706
 707 //_______________________________________________________
 708 void AliTRDclusterResolution::ProcessSigma()
 709 {
 710   TObjArray *arr = (TObjArray*)fContainer->At(kSigm);
 711   if(!arr){
 712     AliWarning("Missing dy=f(x_d, d_wire) container");
 713     return;
 714   }
 715   TLinearFitter gs(1,"pol1");
 716   TF1 f("f", "gaus", -.5, .5);
 717   TAxis *ax = 0x0;
 718   TH1D *h1 = 0x0;
 719   TH2I *h2 = 0x0;
 720   // init visualization
 721   TGraphErrors *ggs = 0x0;
 722   TLine *line = 0x0;
 723   if(fCanvas){
 724     ggs = new TGraphErrors();
 725     line = new TLine();
 726   }
 727
 728   Double_t d(0.), x(0.), sx, sy;
 729   TObjArray *arrr = (TObjArray*)fResults->At(kSigm);
 730   TH2F *hsx = (TH2F*)arrr->At(0);
 731   TH2F *hsy = (TH2F*)arrr->At(1);
 732   for(Int_t id=1; id<=fAd->GetNbins(); id++){
 733     d = fAd->GetBinCenter(id); //[mm]
 734     printf(" Doing d = %5.3f [mm]\n", d);
 735     for(Int_t it=1; it<=fAt->GetNbins(); it++){
 736       x = fAt->GetBinCenter(it); //[mm]
 737       Int_t idx = (id-1)*kNTB+it-1;
 738
 739       // retrieve data histogram
 740       if(!(h2 = (TH2I*)arr->At(idx))) {
 741         AliWarning(Form("Missing histo at index idx[%3d] [id[%2d] it[%2d]] xd[%f] d[%f]\n", idx, id, it, x, d));
 742         continue;
 743       }
 744
 745       if(fCanvas){
 746         new(ggs) TGraphErrors();
 747         ggs->SetMarkerStyle(7);
 748       }
 749       gs.ClearPoints();
 750       ax = h2->GetXaxis();
 751       for(Int_t ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 752         Float_t dydx = ax->GetBinCenter(ix);
 753         Double_t tgg = (dydx-fExB)/(1.+dydx*fExB);
 754         Double_t tgg2 = tgg*tgg;
 755         h1 = h2->ProjectionY("py", ix, ix);
 756         if(h1->GetEntries() < 100) continue;
 757         //Adjust(&f, h1);
 758         //printf("\tFit ix[%d] on %s entries [%d]\n", ix, h2->GetName(), (Int_t)h1->GetEntries());
 759         h1->Fit(&f, "QN");
 760         Double_t s2  = f.GetParameter(2)*f.GetParameter(2);
 761         Double_t s2e = 2.*f.GetParameter(2)*f.GetParError(2);
 762         // Fill sy^2 = f(tg^2(phi-a_L))
 763         gs.AddPoint(&tgg2, s2, s2e);
 764
 765         if(!ggs) continue;
 766         Int_t ip = ggs->GetN();
 767         ggs->SetPoint(ip, tgg2, s2);
 768         ggs->SetPointError(ip, 0., s2e);
 769         //printf("%f, %f, %f, \n", tgg2, s2, s2e);
 770       }
 771       if(gs.Eval()) continue;
 772       sx = gs.GetParameter(1);
 773       sy = gs.GetParameter(0);
 774       hsx->SetBinContent(id, it, TMath::Sqrt(sx));
 775       //hsx->SetBinError(id, it, sig.GetParError(1));
 776
 777       // s^2_y = s0^2_y + tg^2(a_L) * s^2_x
 778       hsy->SetBinContent(id, it, TMath::Sqrt(sy)/* - exb2*sig.GetParameter(1)*/);
 779       //hsy->SetBinError(id, it, sig.GetParError(0)+exb2*exb2*sig.GetParError(1));
 780
 781       /*if(!fCanvas) */continue;
 782       fCanvas->cd();
 783       new(line) TLine(0, sy, .025, sy+.025*sx);
 784       line->SetLineColor(kRed);line->SetLineWidth(2);
 785       ggs->Draw("apl"); line->Draw("");
 786       fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 787       if(IsSaveAs()) fCanvas->SaveAs(Form("Figures/ProcessSigma_D%d_T%02d.gif", id, it));
 788       else gSystem->Sleep(100);
 789
 790       printf("    xd=%4.1f[cm] sx=%5.3e[cm] sy=%5.3e[cm]\n", x, sx, sy);
 791     }
 792   }
 793 //   if(ggs) delete ggs; // TODO fix this memory leak !
 794 //   if(line) delete line;
 795
 796   // fit sy parallel to the drift
 797   TF1 fsyD("fsy", "[0]+[1]*exp(1./(x+[2]))", 0.5, 3.5);
 798   fsyD.SetParameter(0, .025);
 799   fsyD.SetParameter(1, -8.e-4);
 800   fsyD.SetParameter(2, -.25);
 801   h1 = hsy->ProjectionY("hsy_pyy"); h1->Scale(1./hsy->GetNbinsX());
 802   for(Int_t ib=1; ib<=h1->GetNbinsX(); ib++) h1->SetBinError(ib, 0.002);
 803   h1->Fit(&fsyD, "Q", "", .5, 3.5);
 804   printf("  const Float_t sy0 = %5.3e;\n", fsyD.GetParameter(0));
 805   printf("  const Float_t sya = %5.3e;\n", fsyD.GetParameter(1));
 806   printf("  const Float_t syb = %5.3e;\n", fsyD.GetParameter(2));
 807   if(fCanvas){
 808     fCanvas->cd();
 809     h1->Draw("e1"); fsyD.Draw("same");
 810     fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 811     if(IsSaveAs()) fCanvas->SaveAs("Figures/ProcessSigma_SY||.gif");
 812     else gSystem->Sleep(1000);
 813   }
 814
 815
 816   // fit sx parallel to the drift
 817   TF1 fsxD("fsx", "gaus(0)+expo(3)", 0., 3.5);
 818   h1 = hsx->ProjectionY("hsx_pyy");
 819   h1->Scale(1./hsx->GetNbinsX());
 820   for(Int_t ib=1; ib<=h1->GetNbinsX(); ib++) if(h1->GetBinContent(ib)>0.) h1->SetBinError(ib, 0.02);
 821   h1->Fit(&f, "QN", "", 0., 1.3);
 822   fsxD.SetParameter(0, 0.);
 823   fsxD.SetParameter(1, f.GetParameter(1));
 824   fsxD.SetParameter(2, f.GetParameter(2));
 825   TF1 expo("fexpo", "expo", 0., 3.5);
 826   h1->Fit(&expo, "QN");
 827   fsxD.SetParameter(3, expo.GetParameter(0));
 828   fsxD.SetParameter(4, expo.GetParameter(1));
 829   h1->Fit(&fsxD, "Q");
 830   printf("  const Float_t sxgc = %5.3e;\n", fsxD.GetParameter(0));
 831   printf("  const Float_t sxgm = %5.3e;\n", fsxD.GetParameter(1));
 832   printf("  const Float_t sxgs = %5.3e;\n", fsxD.GetParameter(2));
 833   printf("  const Float_t sxe0 = %5.3e;\n", fsxD.GetParameter(3));
 834   printf("  const Float_t sxe1 = %5.3e;\n", fsxD.GetParameter(4));
 835   if(fCanvas){
 836     fCanvas->cd();
 837     h1->Draw("e1"); fsxD.Draw("same");
 838     fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 839     if(IsSaveAs()) fCanvas->SaveAs("Figures/ProcessSigma_SX||.gif");
 840     else gSystem->Sleep(1000);
 841   }
 842
 843   // fit sx perpendicular to the drift
 844   Int_t nb = 0;
 845   TAxis *ay = hsx->GetYaxis();
 846   TH1D *hx = hsx->ProjectionX("hsx_px", 1,1);
 847   TH1D *hAn = (TH1D*)hx->Clone("hAn"); hAn->Reset();
 848   for(Int_t ib = 11; ib<24; ib++, nb++){
 849     hx = hsx->ProjectionX("hsx_px", ib, ib);
 850     for(Int_t id=1; id<=hx->GetNbinsX(); id++)
 851       hx->SetBinContent(id, hx->GetBinContent(id)-fsxD.Eval(ay->GetBinCenter(ib)));
 852     hAn->Add(hx);
 853   }
 854   TF1 fsxA("fsxA", "pol2", 0., 0.25);
 855   hAn->Scale(1./nb);
 856   for(Int_t ib=1; ib<=hAn->GetNbinsX(); ib++) hAn->SetBinError(ib, 0.002);
 857   hAn->Fit(&fsxA, "Q");
 858   printf("  const Float_t sxd0 = %5.3e;\n", fsxA.GetParameter(0));
 859   printf("  const Float_t sxd1 = %5.3e;\n", fsxA.GetParameter(1));
 860   printf("  const Float_t sxd2 = %5.3e;\n", fsxA.GetParameter(2));
 861   if(fCanvas){
 862     fCanvas->cd();
 863     hAn->Draw("e1"); fsxA.Draw("same");
 864     fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 865     if(IsSaveAs()) fCanvas->SaveAs("Figures/ProcessSigma_SXL.gif");
 866     else gSystem->Sleep(100);
 867   }
 868 }
 869
 870 //_______________________________________________________
 871 void AliTRDclusterResolution::ProcessMean()
 872 {
 873   TObjArray *arr = (TObjArray*)fContainer->At(kMean);
 874   if(!arr){
 875     AliWarning("Missing dy=f(x_d, d_wire) container");
 876     return;
 877   }
 878   TGraphErrors *gm = new TGraphErrors();
 879   TF1 f("f", "gaus", -.5, .5);
 880   TF1 line("l", "[0]+[1]*x", -.15, .15);
 881   Double_t d(0.), x(0.), dx, dy;
 882   TAxis *ax = 0x0;
 883   TH1D *h1 = 0x0;
 884   TH2I *h2 = 0x0;
 885   TH1 *hFrame=0x0;
 886
 887   TObjArray *arrr = (TObjArray*)fResults->At(kMean);
 888   TH2F *hdx = (TH2F*)arrr->At(0);
 889   TH2F *hdy = (TH2F*)arrr->At(1);
 890   for(Int_t id=1; id<=fAd->GetNbins(); id++){
 891     d = fAd->GetBinCenter(id); //[mm]
 892     printf(" Doing d = %5.3f [mm]\n", d);
 893     for(Int_t it=1; it<=fAt->GetNbins(); it++){
 894       x = fAt->GetBinCenter(it); //[mm]
 895       Int_t idx = (id-1)*kNTB+it-1;
 896       if(!(h2 = (TH2I*)arr->At(idx))) {
 897         AliWarning(Form("Missing histo at index idx[%3d] [id[%2d] it[%2d]] xd[%f] d[%f]\n", idx, id, it, x, d));
 898         continue;
 899       }
 900
 901       new(gm) TGraphErrors();
 902       gm->SetMarkerStyle(7);
 903       ax = h2->GetXaxis();
 904       for(Int_t ix=1; ix<=ax->GetNbins(); ix++){
 905         Double_t dydx = ax->GetBinCenter(ix);
 906         h1 = h2->ProjectionY("py", ix, ix);
 907         if(h1->GetEntries() < 200) continue;
 908         //Adjust(&f, h1);
 909         h1->Fit(&f, "QN");
 910
 911         // Fill <Dy> = f(dydx - h*dzdx)
 912         Int_t ip = gm->GetN();
 913         gm->SetPoint(ip, dydx, f.GetParameter(1));
 914         gm->SetPointError(ip, 0., f.GetParError(1));
 915         ip++;
 916       }
 917       if(gm->GetN()<4) continue;
 918
 919       gm->Fit(&line, "QN");
 920       dx = line.GetParameter(1);
 921       Double_t xs = line.GetParameter(0);
 922       dy = xs + fExB*dx; // xs = dy - tg(a_L)*dx
 923       hdx->SetBinContent(id, it, dx);
 924       hdy->SetBinContent(id, it, dy);
 925
 926       if(!fCanvas) continue;
 927       fCanvas->cd();
 928       if(!hFrame){
 929         hFrame=new TH1I("hFrame", "", 100, -.3, .3);
 930         hFrame->SetMinimum(-.1);hFrame->SetMaximum(.1);
 931         hFrame->SetXTitle("tg#phi-htg#theta");
 932         hFrame->SetYTitle("#Deltay[cm]");
 933         hFrame->SetLineColor(1);hFrame->SetLineWidth(1);
 934         hFrame->Draw();
 935       } else hFrame->Reset();
 936       gm->Draw("pl"); line.Draw("same");
 937       fCanvas->Modified(); fCanvas->Update();
 938       if(IsSaveAs()) fCanvas->SaveAs(Form("Figures/ProcessMean_D%d_T%02d.gif", id, it));
 939       else gSystem->Sleep(100);
 940       printf("    xd=%4.1f[cm] dx=%5.3e[cm] dy=%5.3e[cm] xs=%5.3e[cm]\n", x, dx, dy, xs);
 941     }
 942   }
 943
 944   TH1D *h=hdx->ProjectionY("hdx_py"); h->Scale(1./hdx->GetNbinsX());
 945   printf("  const Float_t cx[] = {\n    ");
 946   for(Int_t ib=1; ib<=h->GetNbinsX(); ib++){
 947     printf("%+6.4e, ", h->GetBinContent(ib));
 948     if(ib%6==0) printf("\n    ");
 949   }
 950   printf("  };\n");
 951
 952   // delete gm; TODO memory leak ?
 953 }