Question

我遇到了我为游戏编写的随机数生成器的问题。我需要一个快速伪随机场生成器。它不需要加密安全，它只需要接收向量和种子，并给出一个随机的散列值，以便愚弄粗略的人类检查。

但是，当我给出2d向量并将结果修改为2时，此代码无法生成“伪随机”输出。它产生的主要是棋盘图案。

我不知道为什么，老实说，知道这件事会很酷，但如果我从来没有弄明白，我就不会出汗。大多数情况下，我只是认为这种生成随机数的方式太可怕了，所以我想知道另一种解决这个问题的方法。也就是说，我真的在寻找资源或指针，以这种方式生成随机数的好方法，而不是问“我做错了什么？”

基本上，我正在尝试生成一个“无限”2D噪声场（想想，白噪声），如果我输入相同的输入，我可以回来。

我写的代码是（它应该是一个fnv哈希，请原谅模板的东西。我只是把它从代码中拉出来。我稍后会清理它。）

//Static random number generator, will generate a random number based off of a seed and a coordinate
template<typename T, typename... TL>
uint32_t static_random_u32(T const& d, TL const&... rest) {
  return fnv_hash32(d, rest..., 2938728349u); //I'm a 32-bit prime!
}

template<typename T, typename... TL>
uint32_t fnv_hash32(T const& v, TL const&... rest) {
  uint32_t hash;
  fnv_hash32_init(hash);
  fnv_hash32_types(hash, v, rest...);
  return hash;
}

inline void fnv_hash32_init(uint32_t& hash) {
  hash = 2166136279u; //another 32-bit prime
}

// Should produce predictable values regardless of endianness of architecture
template<typename T, typename... TL>
void fnv_hash32_types(uint32_t& hash, T const& v, TL const&... rest) {
#if LITTLE_ENDIAN
  fnv_hash32_bytes(hash, (char*)&v, sizeof(v), true);
#else
  fnv_hash32_bytes(hash, (char*)&v, sizeof(v), false);
#endif
  fnv_hash32_types(hash, rest...);
}

inline void fnv_hash32_types(uint32_t& hash) {}

inline void fnv_hash32_bytes(uint32_t& hash, char const* bytes, size_t len, bool swapOrder = false) {
  if (swapOrder) {
    for (size_t i = len; i > 0; --i)
      fnv_hash32_next(hash, bytes[i - 1]);
  } else {
    for (size_t i = 0; i < len; ++i)
      fnv_hash32_next(hash, bytes[i]);
  }
}

inline void fnv_hash32_next(uint32_t& hash, char byte) {
  hash ^= byte;
  hash *= 16777619u;
}

Answer 1

我不是这方面的专家，但这是一个思想和指针。

您的主哈希混合函数fnv_hash32_next非常简单，并且实际上并没有很好地混合。例如，如果您知道'byte'的最低位为0，则语句hash ^= byte保持hash的最低位不变。由于16777619u是奇数，hash *= 16777619u总是保持最低位不变：奇数（哈希）乘以奇数（16777619u）是奇数/偶数（哈希）乘以奇数（16777619u））甚至。

进一步携带该参数，结果的最低位将最终成为输入的每个字节中最低位的xor。嗯，实际上恰恰相反，因为你从一个奇数作为hash中fnv_hash32_init的初始值开始。这可能解释了您所看到的模式。事实上，我敢打赌，如果你仔细检查，你会发现它不是一个棋盘格。例如，（x，255）的值应与每个x的（x，256）相同。

您正在使用的方案应该运行得相当好，但您需要更好的哈希函数。特别是，你需要更好地混合。我之前使用的一种资源是Thomas Wang在http://www.concentric.net/~ttwang/tech/inthash.htm的写作。他简要，简洁地描述了基本问题以及一些示例代码。另外，不要错过他与Robert Jenkins的文章http://www.burtleburtle.net/bob/hash/doobs.html的链接。

所有这一切，只是使用来自库的MD5或SHA1等加密哈希可能要容易得多。不会有任何错觉：使用加密哈希不会使您使用任何“加密安全”。但是加密哈希函数往往具有你正在寻找的良好混合类型。

Answer 2

IMO运作良好的东西是

int base[16][16]; // Random base tile

int random_value(int x, int y)
{
    return (base[y&15][x&15] ^
            base[(y>>4)&15][(x>>4)&15] ^
            base[(y>>8)&15][(x>>8)&15] ^
            base[(y>>12)&15][(x>>12)&15] ^
            base[(y>>16)&15][(x>>16)&15]);
}

我们的想法是将具有多个比例级别的基本随机区域xor（在此示例中我使用5个级别）。您添加的级别越多，期限越大;在这个例子中是16 ** 5.

Answer 3

如果你需要做的只是愚弄一个没有非常努力的人，我只会使用标准库中的random_r()和srandom_r()。它们允许您保留私有状态对象，以便您可以同时激活多个不同（且唯一）的生成器。为方便起见，您可以将它们包装在一个类中，如果您愿意的话。

Answer 4

这就是Perlin的噪音。 Minecraft使用Perlin噪音。它可以让您立即计算场中任意点的值，而无需先计算中间点。如果你随意生成你的世界，然后你生成连接这些任意点的位，它们将完美匹配。

静态伪随机场发生器

4 个答案: