]> git.uio.no Git - u/mrichter/AliRoot.git/blobdiff - RICH/AliRICHClusterFinder.cxx
Replacing array of objects by array of pointers
[u/mrichter/AliRoot.git] / RICH / AliRICHClusterFinder.cxx
index d0f0fdacbdee49d4111a0176c485786f300cbb86..875cc7a24678a011ccf571c2e1e22af8ee542f8d 100644 (file)
 
 
 #include "AliRICHClusterFinder.h"
-#include "AliRICH.h"
 #include "AliRICHMap.h"
-#include "AliRICHParam.h"
+#include <TMinuit.h>
+#include <TParticle.h>
+#include <TVector3.h>
 #include <AliLoader.h>
+#include <AliStack.h>
 #include <AliRun.h>
+#include "AliRICHParam.h"
 
+void RICHMinMathieson(Int_t &npar, Double_t *gin, Double_t &chi2, Double_t *par, Int_t iflag);
 
 ClassImp(AliRICHClusterFinder)
 //__________________________________________________________________________________________________
-AliRICHClusterFinder::AliRICHClusterFinder(AliRICH *pRICH)   
+AliRICHClusterFinder::AliRICHClusterFinder(AliRunLoader *pRunLoader)   
 {//main ctor
-  Info("main ctor","Start.");
-  
-  fRICH = pRICH;
-  
-  fHitMap = 0;  
+  fRICH = (AliRICH*) pRunLoader->GetAliRun()->GetDetector("RICH");
+
+  AliDebug(1,"main ctor Start.");
   
+  fDigitMap = 0;
+  fRawCluster.Reset();
+  fResolvedCluster.Reset();
+  AliDebug(1,"main ctor Stop.");
 }//main ctor
 //__________________________________________________________________________________________________
-void AliRICHClusterFinder::FindLocalMaxima(AliRICHcluster *pRawCluster)
-{// Split the cluster according to the number of maxima inside
-  Info("SplitbyLocalMaxima","Start.");
-  Int_t Nlocal = 0;
-  Int_t localX[100],localY[100];
-  for(Int_t iDig1=0;iDig1<pRawCluster->Size();iDig1++) {
-    Int_t iNotMax = 0;
-    AliRICHdigit *pDig1 = (AliRICHdigit *)pRawCluster->Digits()->At(iDig1);
-    Int_t padX1 = pDig1->X();
-    Int_t padY1 = pDig1->Y();
-    Double_t padQ1 = pDig1->Q();
-    for(Int_t iDig2=0;iDig2<pRawCluster->Size();iDig2++) {
-      AliRICHdigit *pDig2 = (AliRICHdigit *)pRawCluster->Digits()->At(iDig2);
-      Int_t padX2 = pDig2->X();
-      Int_t padY2 = pDig2->Y();
-      Double_t padQ2 = pDig2->Q();
-      if(iDig1==iDig2) continue;
-      Int_t diffx = TMath::Sign(padX1-padX2,1);
-      Int_t diffy = TMath::Sign(padY1-padY2,1);
-      if((diffx+diffy)<=1) {
-         if(padQ2>padQ1) iNotMax++;
-      }
-    }
-    if(iNotMax==0) {
-    localX[Nlocal] = padX1;
-    localY[Nlocal] = padY1;
-    Nlocal++;
-    }
-  }   
-}//FindLocalMaxima()
-//__________________________________________________________________________________________________
-void AliRICHClusterFinder::Exec()
+void AliRICHClusterFinder::Exec(const Option_t *)
 {
-  Info("Exec","Start.");
-  
-  
-  Rich()->GetLoader()->LoadDigits(); 
-  
+//Main method of cluster finder. Loops on  events and chambers, everything else is done in FindClusters()  
+  AliDebug(1,"Exec Start.");
+    
+  R()->GetLoader()                ->LoadDigits();   
+//  R()->GetLoader()->GetRunLoader()->LoadHeader(); 
+  if(!R()->GetLoader()->GetRunLoader()->TreeK()) R()->GetLoader()->GetRunLoader()->LoadKinematics();
+
   for(Int_t iEventN=0;iEventN<gAlice->GetEventsPerRun();iEventN++){//events loop
-    gAlice->GetRunLoader()->GetEvent(iEventN);
+    AliDebug(1,Form("Processing event %i...",iEventN));
+    R()->GetLoader()->GetRunLoader()->GetEvent(iEventN);
     
-    Rich()->GetLoader()->MakeTree("R");  Rich()->MakeBranch("R");
-    Rich()->ResetDigits();  Rich()->ResetClusters();
+    R()->GetLoader()->MakeTree("R");  R()->MakeBranch("R");
+    R()->DigitsReset();               R()->ClustersReset();
     
-    Rich()->GetLoader()->TreeD()->GetEntry(0);
-    for(Int_t iChamber=1;iChamber<=kNCH;iChamber++){//chambers loop
-     FindRawClusters(iChamber);
-        
+    R()->GetLoader()->TreeD()->GetEntry(0);
+    for(Int_t iChamber=1;iChamber<=kNchambers;iChamber++){//chambers loop
+      FindClusters(iChamber);
     }//chambers loop
-    
-    Rich()->GetLoader()->TreeR()->Fill();
-    Rich()->GetLoader()->WriteRecPoints("OVERWRITE");
+    R()->GetLoader()->TreeR()->Fill();  R()->GetLoader()->WriteRecPoints("OVERWRITE");//write out clusters for current event
   }//events loop  
-  Rich()->GetLoader()->UnloadDigits(); Rich()->GetLoader()->UnloadRecPoints();  
-  Rich()->ResetDigits();  Rich()->ResetClusters();
-  Info("Exec","Stop.");      
+  
+  R()->DigitsReset();//reset and unload everything
+  R()->ClustersReset();
+  R()->GetLoader()                ->UnloadDigits(); 
+  R()->GetLoader()                ->UnloadRecPoints();  
+//  R()->GetLoader()->GetRunLoader()->UnloadHeader();
+  R()->GetLoader()->GetRunLoader()->UnloadKinematics();
+
+  AliDebug(1,"Stop.");      
 }//Exec()
 //__________________________________________________________________________________________________
-void AliRICHClusterFinder::FindRawClusters(Int_t iChamber)
-{//finds neighbours and fill the tree with raw clusters
-  Int_t nDigits=Rich()->Digits(iChamber)->GetEntriesFast();
-  Info("FindRawClusters","Start for Chamber %i with %i digits.",iChamber,nDigits);  
-  if(nDigits==0)return;
+void AliRICHClusterFinder::FindClusters(Int_t iChamber)
+{
+//Loops on digits for a given chamber, forms raw clusters, then tries to resolve them if requested
+  Int_t iNdigits=R()->Digits(iChamber)->GetEntriesFast();
+  AliDebug(1,Form("Start for chamber %i with %i digits.",iChamber,iNdigits));  
+  
+  if(iNdigits==0)return;//no digits for a given chamber, nothing to do
 
-  fHitMap=new AliRICHMap(Rich()->Digits(iChamber));
+  fDigitMap=new AliRICHMap(R()->Digits(iChamber));//create digit map for the given chamber
 
-  AliRICHcluster *pRawCluster;
-    
-  for(Int_t iDig=0;iDig<nDigits;iDig++){    
-    AliRICHdigit *dig=(AliRICHdigit*)Rich()->Digits(iChamber)->At(iDig);
+  for(Int_t iDigN=0;iDigN<iNdigits;iDigN++){//digits loop for a given chamber    
+    AliRICHDigit *dig=(AliRICHDigit*)R()->Digits(iChamber)->At(iDigN);
     Int_t i=dig->X();   Int_t j=dig->Y();
-    if(fHitMap->TestHit(i,j)==kUsed) continue;
-       
-    pRawCluster = new AliRICHcluster;
-    FormRawCluster(i,j,pRawCluster);
+    if(fDigitMap->TestHit(i,j)==kUsed) continue;//this digit is already taken, go after next digit
        
-    if(AliRICHParam::IsResolveClusters()) {
-      ResolveCluster(pRawCluster); // ResolveCluster serialization will happen inside
-    } else {
-      WriteRawCluster(pRawCluster); // simply output of the RawCluster found without deconvolution
-    }    
-    delete pRawCluster;
+    FormRawCluster(i,j);//form raw cluster starting from (i,j) pad 
+    AliDebug(1,"After FormRawCluster:");ToAliDebug(1,fRawCluster.Print());  
+    FindLocalMaxima();  //find number of local maxima and initial center of gravity
+    AliDebug(1,"After FindLocalMaxima:");ToAliDebug(1,fRawCluster.Print());  
     
-  }//digits loop
+    if(AliRICHParam::IsResolveClusters()&&fNlocals<=6&&fRawCluster.Size()>1){
+      FitCoG(); //serialization of resolved clusters will happen inside
+    }else{//cluster size=1 or resolving is switched off
+      WriteRawCluster();//simply output the formed raw cluster without deconvolution
+    }
+    fRawCluster.Reset(); fResolvedCluster.Reset();
+  }//digits loop for a given chamber
 
-  delete fHitMap;
-  Info("FindRawClusters","Stop.");
+  delete fDigitMap;
   
-}//FindRawClusters()
+  AliDebug(1,"Stop.");  
+}//FindClusters()
 //__________________________________________________________________________________________________
-void  AliRICHClusterFinder::FormRawCluster(Int_t i, Int_t j, AliRICHcluster *pCluster)
-{// Builder of the final Raw Cluster (before deconvolution)  
-  Info("FormRawCluster","Start with digit(%i,%i)",i,j);
+void AliRICHClusterFinder::FindClusterContribs(AliRICHCluster *pCluster)
+{
+//Finds cerenkov-feedback-mip mixture for a given cluster
+  AliDebug(1,"Start.");ToAliDebug(1,pCluster->Print());
+
+//  R()->GetLoader()->GetRunLoader()->LoadHeader(); //...message from AliRunLoader...hopefully will disappear in future...
+  // sometimes no stack found if the above line is commented out!!
+  AliStack *pStack = R()->GetLoader()->GetRunLoader()->Stack();
+  if(!pStack)
+  {AliInfo("No Stack found!!! No contrib to cluster found.");return;}
   
-//  Int_t idx = fHitMap->GetHitIndex(i,j);
-  AliRICHdigit* pDigit = (AliRICHdigit*) fHitMap->GetHit(i,j);
-  pCluster->AddDigit(pDigit);
+  TObjArray *pDigits = pCluster->Digits();
+  if(!pDigits) return; //??????????
+  Int_t iNmips=0,iNckovs=0,iNfeeds=0;
+  TArrayI contribs(3*pCluster->Size());
+  Int_t *pindex = new Int_t[3*pCluster->Size()];
+  for(Int_t iDigN=0;iDigN<pCluster->Size();iDigN++) {//loop on digits of a given cluster
+    contribs[3*iDigN]  =((AliRICHDigit*)pDigits->At(iDigN))->GetTrack(0);
+    if (contribs[3*iDigN] >= 10000000) contribs[3*iDigN] = 0;
+    contribs[3*iDigN+1]=((AliRICHDigit*)pDigits->At(iDigN))->GetTrack(1);
+    if (contribs[3*iDigN+1] >= 10000000) contribs[3*iDigN+1] = 0;
+    contribs[3*iDigN+2]=((AliRICHDigit*)pDigits->At(iDigN))->GetTrack(2);
+    if (contribs[3*iDigN+2] >= 10000000) contribs[3*iDigN+2] = 0;
+  }//loop on digits of a given cluster
+  TMath::Sort(contribs.GetSize(),contribs.GetArray(),pindex);
+  for(Int_t iDigN=0;iDigN<3*pCluster->Size()-1;iDigN++) {//loop on digits to sort tids
+    AliDebug(1,Form("%4i for digit n. %4i",contribs[pindex[iDigN]],iDigN));
+    if(contribs[pindex[iDigN]]!=contribs[pindex[iDigN+1]]) {
+      Int_t thecontrib = contribs[pindex[iDigN]];
+      if (thecontrib>=pStack->GetNtrack()) continue;//PH this should not happen 
+      TParticle* particle = pStack->Particle(thecontrib);
+      if (!particle) continue;//PH this should not happen
+      Int_t code   = particle->GetPdgCode();
+      Double_t charge = 0;
+      if(particle->GetPDG()) charge=particle->GetPDG()->Charge();
+      AliDebug(1,Form(" charge of particle %f",charge));
+
+      if(code==50000050) iNckovs++;
+      if(code==50000051) iNfeeds++;
+      if(charge!=0) iNmips++;
+    }
+  }//loop on digits to sort Tid
   
-  fHitMap->FlagHit(i,j);// Flag hit as taken  
+  if (contribs[pindex[3*pCluster->Size()-1]]!=-1) {
+     Int_t thecontrib = contribs[pindex[3*pCluster->Size()-1]];
+     if (thecontrib<pStack->GetNtrack()){
+       //PH the opposite should not happen 
+
+       TParticle* particle = pStack->Particle(thecontrib);
+       if (particle) {
+        //PH the opposite should not happen
+        Int_t code   = particle->GetPdgCode();
+        Double_t charge = 0;
+        if(particle->GetPDG()) charge=particle->GetPDG()->Charge();
+        AliDebug(1,Form(" charge of particle %f",charge));
+        if(code==50000050) iNckovs++;
+        if(code==50000051) iNfeeds++;
+        if(charge!=0) iNmips++;
+       }
+     }
+  }
+    
+  pCluster->CFM(iNckovs,iNfeeds,iNmips);
+//  
+  delete [] pindex; 
+  ToAliDebug(1,pCluster->Print());
+  AliDebug(1,"Stop.");
+}//FindClusterContribs()
+//__________________________________________________________________________________________________
+void  AliRICHClusterFinder::FormRawCluster(Int_t i, Int_t j)
+{
+//Builds the raw cluster (before deconvolution). Starts from the first pad (i,j) then calls itself recursevly  for all neighbours.
+  AliDebug(1,Form("Start with digit(%i,%i) Q=%f",i,j,((AliRICHDigit*)fDigitMap->GetHit(i,j))->Q()));
+  
+  fRawCluster.AddDigit((AliRICHDigit*) fDigitMap->GetHit(i,j));//take this pad in cluster
+  fDigitMap->FlagHit(i,j);//flag this pad as taken  
 
   Int_t listX[4], listY[4];    //  Now look recursively for all neighbours
-  for (Int_t iNeighbour=0;iNeighbour<Rich()->Param()->PadNeighbours(i,j,listX,listY);iNeighbour++)
-    if(fHitMap->TestHit(listX[iNeighbour],listY[iNeighbour])==kUnused) 
-                      FormRawCluster(listX[iNeighbour],listY[iNeighbour],pCluster);    
-}//AddDigit2Cluster()
+  for (Int_t iNei=0;iNei<R()->P()->PadNeighbours(i,j,listX,listY);iNei++)
+    if(fDigitMap->TestHit(listX[iNei],listY[iNei])==kUnused) FormRawCluster(listX[iNei],listY[iNei]);    
+}//FormRawCluster()
 //__________________________________________________________________________________________________
-void AliRICHClusterFinder::ResolveCluster(AliRICHcluster *pRawCluster)
-{// Decluster algorithm
-  Info("ResolveCluster","Start.");    
+void AliRICHClusterFinder::FindLocalMaxima()
+{
+//find number of local maxima in the current raw cluster and then calculates initial center of gravity
+  fNlocals=0;
+  AliDebug(1,Form("Cluster size of the Raw cluster ---> %i",fRawCluster.Size()));
+  for(Int_t iDig1=0;iDig1<fRawCluster.Size();iDig1++) {
+    Int_t iNotMax = 0;
+    AliRICHDigit *pDig1 = (AliRICHDigit *)fRawCluster.Digits()->At(iDig1);
+    if(!pDig1) {fNlocals=0;return;}
+    TVector pad1 = pDig1->Pad();
+    Int_t padQ1 = (Int_t)(pDig1->Q()+0.1);
+    Int_t padC1 = pDig1->ChFbMi();
+    for(Int_t iDig2=0;iDig2<fRawCluster.Size();iDig2++) {
+      AliRICHDigit *pDig2 = (AliRICHDigit *)fRawCluster.Digits()->At(iDig2);
+      if(!pDig2) {fNlocals=0;return;}
+      TVector pad2 = pDig2->Pad();
+      Int_t padQ2 = (Int_t)(pDig2->Q()+0.1);
+      if(iDig1==iDig2) continue;
+      Int_t diffx = TMath::Sign(Int_t(pad1[0]-pad2[0]),1);
+      Int_t diffy = TMath::Sign(Int_t(pad1[1]-pad2[1]),1);
+      if((diffx+diffy)<=1) {
+         if(padQ2>=padQ1) iNotMax++;
+      }
+    }
+    if(iNotMax==0) {
+      if (fNlocals<100) {
+       TVector2 x2=AliRICHParam::Pad2Loc(pad1);
+       fLocalX[fNlocals]=x2.X();fLocalY[fNlocals]=x2.Y();
+       fLocalQ[fNlocals] = (Double_t)padQ1;
+       fLocalC[fNlocals] = padC1;
+       fNlocals++;
+      }
+    }
+  }
+  AliDebug(1,Form("Number of local maxima found ---> %i",fNlocals));
+  fRawCluster.CoG(fNlocals); //first initial approximation of the CoG...to start minimization.
+}//FindLocalMaxima()
+//__________________________________________________________________________________________________
+void AliRICHClusterFinder::WriteRawCluster()
+{
+//Add the current raw cluster to the list of clusters
+  AliDebug(1,"Start.");
   
-  pRawCluster->SetStatus(kRaw);// just dummy to compile...
-     
-}//ResolveCluster()
+  FindClusterContribs(&fRawCluster);  
+  R()->ClusterAdd(fRawCluster);
+  
+  ToAliDebug(1,fRawCluster.Print()); AliDebug(1,"Stop."); 
+}//WriteRawCluster()
 //__________________________________________________________________________________________________
-void AliRICHClusterFinder::WriteRawCluster(AliRICHcluster *pRawCluster)
-{// out the current RawCluster
-  Info("ResolveCluster","Start.");
+void AliRICHClusterFinder::WriteResolvedCluster()
+{
+//Add the current resolved cluster to the list of clusters
+  AliDebug(1,"Start.");
   
-  pRawCluster->SetStatus(kRaw);
+  FindClusterContribs(&fResolvedCluster);
+  R()->ClusterAdd(fResolvedCluster);
   
+  ToAliDebug(1,fResolvedCluster.Print()); AliDebug(1,"Stop.");  
+}//WriteResolvedCluster()
+//__________________________________________________________________________________________________
+void AliRICHClusterFinder::FitCoG()
+{
+//Fits cluster of size  by the corresponding number of Mathieson shapes.
+//This methode is only invoked in case everything is ok to start deconvolution  
+  AliDebug(1,"Start with:"); ToAliDebug(1,fRawCluster.Print());
   
-}//WriteRawCluster()
+  Double_t arglist;
+  Int_t ierflag = 0;
+
+  AliDebug(1,Form("MINUIT Started with %i parameters and %i local maxima",3*fNlocals-1,fNlocals));
+
+//  TMinuit *pMinuit = new TMinuit(3*fNlocals-1);
+  TMinuit *pMinuit = new TMinuit(100);
+  pMinuit->mninit(5,10,7);
+  
+  arglist = -1;
+  pMinuit->mnexcm("SET PRI",&arglist, 1, ierflag);
+  pMinuit->mnexcm("SET NOW",&arglist, 0, ierflag);
+  
+  TString chname;
+  Int_t ierflg;
+  
+  pMinuit->SetObjectFit((TObject*)this);
+  pMinuit->SetFCN(RICHMinMathieson);
+  
+  Double_t vstart,lower, upper;
+  Double_t stepX= 0.01;
+  Double_t stepY= 0.01;
+  Double_t stepQ= 0.01;
+  
+  for(Int_t i=0;i<fNlocals;i++) {
+    AliDebug(1,Form(" local minimum n. %i with Xstart %f and Ystart %f",i,fLocalX[i],fLocalY[i]));
+    vstart   = fLocalX[i];
+    lower    = vstart - 2*AliRICHParam::PadSizeX();
+    upper    = vstart + 2*AliRICHParam::PadSizeX();
+    pMinuit->mnparm(3*i  ,Form("xCoG  %i",i),vstart,stepX,lower,upper,ierflag);
+    AliDebug(1,Form("xCoG %i vstart %f lower %f upper %f ",i,vstart,lower,upper));
+
+    vstart   = fLocalY[i];
+    lower    = vstart - 2*AliRICHParam::PadSizeY();
+    upper    = vstart + 2*AliRICHParam::PadSizeY();
+    pMinuit->mnparm(3*i+1,Form("yCoG  %i",i),vstart,stepY,lower,upper,ierflag);
+    AliDebug(1,Form("yCoG %i vstart %f lower %f upper %f ",i,vstart,lower,upper));
+    if(i==fNlocals-1) break;                    // last parameter is constrained
+    vstart = fLocalQ[i]/fRawCluster.Q();
+    lower  = 0;
+    upper  = 1;
+    pMinuit->mnparm(3*i+2,Form("qfrac %i",i),vstart,stepQ,lower,upper,ierflag);
+    AliDebug(1,Form("qfrac %i vstart %f lower %f upper %f ",i,vstart,lower,upper));
+  }
+  
+  arglist = -1;
+  pMinuit->mnexcm("SET NOGR",&arglist, 1, ierflag);
+  arglist = 1;
+  pMinuit->mnexcm("SET ERR", &arglist, 1,ierflg);
+  arglist = -1;
+  pMinuit->mnexcm("SIMPLEX",&arglist, 0, ierflag);
+  pMinuit->mnexcm("MIGRAD",&arglist, 0, ierflag);
+//  pMinuit->mnexcm("EXIT" ,&arglist, 0, ierflag);
+  
+  Double_t xCoG[50],yCoG[50],qfracCoG[50];
+  Double_t eps, b1, b2;
+
+  Double_t qfraclast=0;  
+  for(Int_t i=0;i<fNlocals;i++) {
+    pMinuit->mnpout(3*i  ,chname,     xCoG[i], eps , b1, b2, ierflg);
+    pMinuit->mnpout(3*i+1,chname,     yCoG[i], eps , b1, b2, ierflg);
+    if(i==fNlocals-1) break;
+    pMinuit->mnpout(3*i+2,chname, qfracCoG[i], eps , b1, b2, ierflg);
+    qfraclast+=qfracCoG[i];
+   }
+  qfracCoG[fNlocals-1] = 1 - qfraclast;
+
+  delete pMinuit;
+
+  for(Int_t i=0;i<fNlocals;i++){//resolved positions loop
+    fResolvedCluster.Fill(&fRawCluster,xCoG[i],yCoG[i],qfracCoG[i],fLocalC[i]);
+    WriteResolvedCluster();
+  }
+
+  AliDebug(1,"Stop.");
+
+}//FitCoG()
+//__________________________________________________________________________________________________
+void RICHMinMathieson(Int_t &npar, Double_t *, Double_t &chi2, Double_t *par, Int_t )
+{
+//Mathieson minimization function 
+  
+  AliRICHCluster *pRawCluster = ((AliRICHClusterFinder*)gMinuit->GetObjectFit())->GetRawCluster();
+
+  TVector2 centroid[50];
+  Double_t q[50];
+  Int_t nFunctions = (npar+1)/3;
+  Double_t qfract = 0;
+  for(Int_t i=0;i<nFunctions;i++) {
+    centroid[i].Set(par[3*i],par[3*i+1]);
+    if(i==nFunctions-1) break;
+    q[i]=par[3*i+2];
+    qfract+=q[i];
+  }
+  q[nFunctions-1] = 1 - qfract;
+    
+  chi2 = 0;
+  Int_t qtot = pRawCluster->Q();
+  for(Int_t i=0;i<pRawCluster->Size();i++) {
+    TVector  pad=((AliRICHDigit *)pRawCluster->Digits()->At(i))->Pad();
+    Double_t padQ = ((AliRICHDigit *)pRawCluster->Digits()->At(i))->Q();
+    Double_t qfracpar=0;
+    for(Int_t j=0;j<nFunctions;j++) {
+      qfracpar += q[j]*AliRICHParam::FracQdc(centroid[j],pad);
+    }
+    chi2 += TMath::Power((qtot*qfracpar-padQ),2)/padQ;
+  }     
+}//RICHMinMathieson()
 //__________________________________________________________________________________________________