Introducing event specie in QA (Yves)
[u/mrichter/AliRoot.git] / STEER / AliTracker.cxx
index 8e9ec13..3681118 100644 (file)
 //  that is the base for AliTPCtracker, AliITStrackerV2 and AliTRDtracker    
 //        Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
 //-------------------------------------------------------------------------
-
+#include <TClass.h>
 #include <TMath.h>
+#include <TH1F.h>
+#include <TGeoManager.h>
 
+#include "AliMagF.h"
 #include "AliTracker.h"
+#include "AliGeomManager.h"
 #include "AliCluster.h"
 #include "AliKalmanTrack.h"
-#include "AliRun.h"
-#include "AliMagF.h"
 
-extern AliRun* gAlice;
+extern TGeoManager *gGeoManager;
 
+Bool_t AliTracker::fgUniformField=kTRUE;
+Double_t AliTracker::fgBz=kAlmost0Field;
 const AliMagF *AliTracker::fgkFieldMap=0;
+Bool_t AliTracker::fFillResiduals=kFALSE;
+TObjArray **AliTracker::fResiduals=NULL;
+AliRecoParam::EventSpecie_t AliTracker::fEventSpecie=AliRecoParam::kDefault;
 
 ClassImp(AliTracker)
 
 AliTracker::AliTracker():
-  fEventN(0),
-  fStoreBarrel(1),
+  TObject(),
   fX(0),
   fY(0),
   fZ(0),
   fSigmaX(0.005),
   fSigmaY(0.005),
-  fSigmaZ(0.010)
+  fSigmaZ(0.010) 
 {
   //--------------------------------------------------------------------
   // The default constructor.
   //--------------------------------------------------------------------
- AliMagF *field=gAlice->Field();
- if (field==0) Fatal("AliTracker()","Can't access the field map !");
- SetFieldMap(field);
+  if (!fgkFieldMap) AliWarning("Field map is not set. Call AliTracker::SetFieldMap before creating a tracker!");
 }
 
-void AliTracker::SetFieldMap(const AliMagF* map) {
+//__________________________________________________________________________
+AliTracker::AliTracker(const AliTracker &atr):
+  TObject(atr),
+  fX(atr.fX),
+  fY(atr.fY),
+  fZ(atr.fZ),
+  fSigmaX(atr.fSigmaX),
+  fSigmaY(atr.fSigmaY),
+  fSigmaZ(atr.fSigmaZ)
+{
+  //--------------------------------------------------------------------
+  // The default constructor.
+  //--------------------------------------------------------------------
+  if (!fgkFieldMap) AliWarning("Field map is not set. Call AliTracker::SetFieldMap before creating a tracker!");
+}
+
+//__________________________________________________________________________
+void AliTracker::SetFieldMap(const AliMagF* map, Bool_t uni) {
   //--------------------------------------------------------------------
   //This passes the field map to the reconstruction.
   //--------------------------------------------------------------------
-  if (map==0) ::Fatal("SetFieldMap","Can't access the field map !");
-  AliKalmanTrack::SetConvConst(1000/0.299792458/map->SolenoidField());
+  if (map==0) AliFatalClass("Can't access the field map !");
+
+  if (fgkFieldMap) {
+     AliWarningClass("The magnetic field map has been already set !");
+     return;
+  }
+
+  fgUniformField=uni;
   fgkFieldMap=map;
+
+  //Float_t r[3]={0.,0.,0.},b[3]; map->Field(r,b);
+  //Double_t bz=-b[2];
+  Double_t bz=-map->SolenoidField();
+  fgBz=TMath::Sign(kAlmost0Field,bz) + bz;
+
+}
+
+//__________________________________________________________________________
+void AliTracker::FillClusterArray(TObjArray* /*array*/) const
+{
+  // Publishes all pointers to clusters known to the tracker into the
+  // passed object array.
+  // The ownership is not transfered - the caller is not expected to delete
+  // the clusters.
+
+  AliWarning("should be overriden by a sub-class.");
 }
 
 //__________________________________________________________________________
@@ -68,6 +113,7 @@ void AliTracker::CookLabel(AliKalmanTrack *t, Float_t wrong) const {
   //This function "cooks" a track label. If label<0, this track is fake.
   //--------------------------------------------------------------------
   Int_t noc=t->GetNumberOfClusters();
+  if (noc<1) return;
   Int_t *lb=new Int_t[noc];
   Int_t *mx=new Int_t[noc];
   AliCluster **clusters=new AliCluster*[noc];
@@ -94,11 +140,15 @@ void AliTracker::CookLabel(AliKalmanTrack *t, Float_t wrong) const {
     
   for (i=0; i<noc; i++) {
     AliCluster *c=clusters[i];
-    if (TMath::Abs(c->GetLabel(1)) == lab ||
-        TMath::Abs(c->GetLabel(2)) == lab ) max++;
+    //if (TMath::Abs(c->GetLabel(1)) == lab ||
+    //    TMath::Abs(c->GetLabel(2)) == lab ) max++;
+    if (TMath::Abs(c->GetLabel(0)!=lab))
+       if (TMath::Abs(c->GetLabel(1)) == lab ||
+           TMath::Abs(c->GetLabel(2)) == lab ) max++;
   }
 
   if ((1.- Float_t(max)/noc) > wrong) lab=-lab;
+  t->SetFakeRatio((1.- Float_t(max)/noc));
   t->SetLabel(lab);
 
   delete[] lb;
@@ -118,3 +168,261 @@ void AliTracker::UseClusters(const AliKalmanTrack *t, Int_t from) const {
      c->Use();   
   }
 }
+
+Double_t AliTracker::GetBz(const Float_t *r) {
+  //------------------------------------------------------------------
+  // Returns Bz (kG) at the point "r" .
+  //------------------------------------------------------------------
+    Float_t b[3]; fgkFieldMap->Field(r,b);
+    Double_t bz=-Double_t(b[2]);
+    return  (TMath::Sign(kAlmost0Field,bz) + bz);
+}
+
+Double_t 
+AliTracker::MeanMaterialBudget(const Double_t *start, const Double_t *end, Double_t *mparam)
+{
+  // 
+  // Calculate mean material budget and material properties between 
+  //    the points "start" and "end".
+  //
+  // "mparam" - parameters used for the energy and multiple scattering
+  //  corrections: 
+  //
+  // mparam[0] - mean density: sum(x_i*rho_i)/sum(x_i) [g/cm3]
+  // mparam[1] - equivalent rad length fraction: sum(x_i/X0_i) [adimensional]
+  // mparam[2] - mean A: sum(x_i*A_i)/sum(x_i) [adimensional]
+  // mparam[3] - mean Z: sum(x_i*Z_i)/sum(x_i) [adimensional]
+  // mparam[4] - length: sum(x_i) [cm]
+  // mparam[5] - Z/A mean: sum(x_i*Z_i/A_i)/sum(x_i) [adimensional]
+  // mparam[6] - number of boundary crosses
+  //
+  //  Origin:  Marian Ivanov, Marian.Ivanov@cern.ch
+  //
+  //  Corrections and improvements by
+  //        Andrea Dainese, Andrea.Dainese@lnl.infn.it,
+  //        Andrei Gheata,  Andrei.Gheata@cern.ch
+  //
+
+  mparam[0]=0; mparam[1]=1; mparam[2] =0; mparam[3] =0;
+  mparam[4]=0; mparam[5]=0; mparam[6]=0;
+  //
+  Double_t bparam[6]; // total parameters
+  Double_t lparam[6]; // local parameters
+
+  for (Int_t i=0;i<6;i++) bparam[i]=0;
+
+  if (!gGeoManager) {
+    printf("ERROR: no TGeo\n");
+    return 0.;
+  }
+  //
+  Double_t length;
+  Double_t dir[3];
+  length = TMath::Sqrt((end[0]-start[0])*(end[0]-start[0])+
+                       (end[1]-start[1])*(end[1]-start[1])+
+                       (end[2]-start[2])*(end[2]-start[2]));
+  mparam[4]=length;
+  if (length<TGeoShape::Tolerance()) return 0.0;
+  Double_t invlen = 1./length;
+  dir[0] = (end[0]-start[0])*invlen;
+  dir[1] = (end[1]-start[1])*invlen;
+  dir[2] = (end[2]-start[2])*invlen;
+
+  // Initialize start point and direction
+  TGeoNode *currentnode = 0;
+  TGeoNode *startnode = gGeoManager->InitTrack(start, dir);
+  //printf("%s length=%f\n",gGeoManager->GetPath(),length);
+  if (!startnode) {
+    AliErrorClass(Form("start point out of geometry: x %f, y %f, z %f",
+                 start[0],start[1],start[2]));
+    return 0.0;
+  }
+  TGeoMaterial *material = startnode->GetVolume()->GetMedium()->GetMaterial();
+  lparam[0]   = material->GetDensity();
+  lparam[1]   = material->GetRadLen();
+  lparam[2]   = material->GetA();
+  lparam[3]   = material->GetZ();
+  lparam[4]   = length;
+  lparam[5]   = lparam[3]/lparam[2];
+  if (material->IsMixture()) {
+    TGeoMixture * mixture = (TGeoMixture*)material;
+    lparam[5] =0;
+    Double_t sum =0;
+    for (Int_t iel=0;iel<mixture->GetNelements();iel++){
+      sum  += mixture->GetWmixt()[iel];
+      lparam[5]+= mixture->GetZmixt()[iel]*mixture->GetWmixt()[iel]/mixture->GetAmixt()[iel];
+    }
+    lparam[5]/=sum;
+  }
+
+  // Locate next boundary within length without computing safety.
+  // Propagate either with length (if no boundary found) or just cross boundary
+  gGeoManager->FindNextBoundaryAndStep(length, kFALSE);
+  Double_t step = 0.0; // Step made
+  Double_t snext = gGeoManager->GetStep();
+  // If no boundary within proposed length, return current density
+  if (!gGeoManager->IsOnBoundary()) {
+    mparam[0] = lparam[0];
+    mparam[1] = lparam[4]/lparam[1];
+    mparam[2] = lparam[2];
+    mparam[3] = lparam[3];
+    mparam[4] = lparam[4];
+    return lparam[0];
+  }
+  // Try to cross the boundary and see what is next
+  Int_t nzero = 0;
+  while (length>TGeoShape::Tolerance()) {
+    currentnode = gGeoManager->GetCurrentNode();
+    if (snext<2.*TGeoShape::Tolerance()) nzero++;
+    else nzero = 0;
+    if (nzero>3) {
+      // This means navigation has problems on one boundary
+      // Try to cross by making a small step
+      printf("ERROR: cannot cross boundary\n");
+      mparam[0] = bparam[0]/step;
+      mparam[1] = bparam[1];
+      mparam[2] = bparam[2]/step;
+      mparam[3] = bparam[3]/step;
+      mparam[5] = bparam[5]/step;
+      mparam[4] = step;
+      mparam[0] = 0.;             // if crash of navigation take mean density 0
+      mparam[1] = 1000000;        // and infinite rad length
+      return bparam[0]/step;
+    }
+    mparam[6]+=1.;
+    step += snext;
+    bparam[1]    += snext/lparam[1];
+    bparam[2]    += snext*lparam[2];
+    bparam[3]    += snext*lparam[3];
+    bparam[5]    += snext*lparam[5];
+    bparam[0]    += snext*lparam[0];
+
+    if (snext>=length) break;
+    if (!currentnode) break;
+    length -= snext;
+    //printf("%s snext=%f length=%f\n", currentnode->GetName(),snext,length);
+    material = currentnode->GetVolume()->GetMedium()->GetMaterial();
+    lparam[0] = material->GetDensity();
+    lparam[1]  = material->GetRadLen();
+    lparam[2]  = material->GetA();
+    lparam[3]  = material->GetZ();
+    //printf("       %f %f %f %f\n",lparam[0],lparam[1],lparam[2],lparam[3]); 
+    lparam[5]   = lparam[3]/lparam[2];
+    if (material->IsMixture()) {
+      TGeoMixture * mixture = (TGeoMixture*)material;
+      lparam[5]=0;
+      Double_t sum =0;
+      for (Int_t iel=0;iel<mixture->GetNelements();iel++){
+        sum+= mixture->GetWmixt()[iel];
+        lparam[5]+= mixture->GetZmixt()[iel]*mixture->GetWmixt()[iel]/mixture->GetAmixt()[iel];
+      }
+      lparam[5]/=sum;
+    }
+    gGeoManager->FindNextBoundaryAndStep(length, kFALSE);
+    snext = gGeoManager->GetStep();
+    //printf("snext %f\n",snext);
+  }
+  mparam[0] = bparam[0]/step;
+  mparam[1] = bparam[1];
+  mparam[2] = bparam[2]/step;
+  mparam[3] = bparam[3]/step;
+  mparam[5] = bparam[5]/step;
+  return bparam[0]/step;
+}
+
+
+Bool_t 
+AliTracker::PropagateTrackTo(AliExternalTrackParam *track, Double_t xToGo, 
+Double_t mass, Double_t maxStep, Bool_t rotateTo, Double_t maxSnp){
+  //----------------------------------------------------------------
+  //
+  // Propagates the track to the plane X=xk (cm) using the magnetic field map 
+  // and correcting for the crossed material.
+  //
+  // mass     - mass used in propagation - used for energy loss correction
+  // maxStep  - maximal step for propagation
+  //
+  //  Origin: Marian Ivanov,  Marian.Ivanov@cern.ch
+  //
+  //----------------------------------------------------------------
+  const Double_t kEpsilon = 0.00001;
+  Double_t xpos     = track->GetX();
+  Double_t dir      = (xpos<xToGo) ? 1.:-1.;
+  //
+  while ( (xToGo-xpos)*dir > kEpsilon){
+    Double_t step = dir*TMath::Min(TMath::Abs(xToGo-xpos), maxStep);
+    Double_t x    = xpos+step;
+    Double_t xyz0[3],xyz1[3],param[7];
+    track->GetXYZ(xyz0);   //starting global position
+
+    Double_t bz=GetBz(xyz0); // getting the local Bz
+
+    if (!track->GetXYZAt(x,bz,xyz1)) return kFALSE;   // no prolongation
+    xyz1[2]+=kEpsilon; // waiting for bug correction in geo
+
+    if (TMath::Abs(track->GetSnpAt(x,bz)) >= maxSnp) return kFALSE;
+    if (!track->PropagateTo(x,bz))  return kFALSE;
+
+    MeanMaterialBudget(xyz0,xyz1,param);       
+    Double_t xrho=param[0]*param[4], xx0=param[1];
+
+    if (!track->CorrectForMeanMaterial(xx0,xrho,mass)) return kFALSE;
+    if (rotateTo){
+      if (TMath::Abs(track->GetSnp()) >= maxSnp) return kFALSE;
+      track->GetXYZ(xyz0);   // global position
+      Double_t alphan = TMath::ATan2(xyz0[1], xyz0[0]); 
+      //
+      Double_t ca=TMath::Cos(alphan-track->GetAlpha()), 
+               sa=TMath::Sin(alphan-track->GetAlpha());
+      Double_t sf=track->GetSnp(), cf=TMath::Sqrt(1.- sf*sf);
+      Double_t sinNew =  sf*ca - cf*sa;
+      if (TMath::Abs(sinNew) >= maxSnp) return kFALSE;
+      if (!track->Rotate(alphan)) return kFALSE;
+    }
+    xpos = track->GetX();
+  }
+  return kTRUE;
+}
+
+void AliTracker::FillResiduals(const AliExternalTrackParam *t,
+                             Double_t *p, Double_t *cov, 
+                              UShort_t id, Bool_t updated) {
+  //
+  // This function fills the histograms of residuals 
+  // The array of these histos is external for this AliTracker class.
+  // Normally, this array belong to AliGlobalQADataMaker class.  
+  // 
+  if (!fFillResiduals) return; 
+  if (!fResiduals) return; 
+
+  const Double_t *residuals=t->GetResiduals(p,cov,updated);
+  if (!residuals) return;
+
+  TH1F *h=0;
+  AliGeomManager::ELayerID layer=AliGeomManager::VolUIDToLayer(id);
+  h=(TH1F*)fResiduals[fEventSpecie]->At(2*layer-2);
+  h->Fill(residuals[0]);
+  h=(TH1F*)fResiduals[fEventSpecie]->At(2*layer-1);
+  h->Fill(residuals[1]);
+
+  if (layer==5) {
+    if (p[1]<0) {  // SSD1 absolute residuals
+       ((TH1F*)fResiduals[fEventSpecie]->At(40))->Fill(t->GetY()-p[0]); //C side
+       ((TH1F*)fResiduals[fEventSpecie]->At(41))->Fill(t->GetZ()-p[1]);
+    } else {             
+       ((TH1F*)fResiduals[fEventSpecie]->At(42))->Fill(t->GetY()-p[0]); //A side
+       ((TH1F*)fResiduals[fEventSpecie]->At(43))->Fill(t->GetZ()-p[1]);
+    }           
+  }
+  if (layer==6) {  // SSD2 absolute residuals
+    if (p[1]<0) {
+       ((TH1F*)fResiduals[fEventSpecie]->At(44))->Fill(t->GetY()-p[0]); //C side
+       ((TH1F*)fResiduals[fEventSpecie]->At(45))->Fill(t->GetZ()-p[1]);
+    } else {
+       ((TH1F*)fResiduals[fEventSpecie]->At(46))->Fill(t->GetY()-p[0]); //A side
+       ((TH1F*)fResiduals[fEventSpecie]->At(47))->Fill(t->GetZ()-p[1]);
+    }
+  }
+
+}
+