靜態僞隨機字段生成器

Question

我遇到了一個問題，我用隨機數生成器編寫了一個遊戲。我需要一個快速的僞隨機場生成器。它不需要加密安全，只需要接受一個向量和一個種子，並給予一個散列值，這個值足夠隨機地欺騙粗略的人工檢查。

但是，當我給出2d向量並將結果修改爲2時，此代碼未能產生「僞隨機」輸出。它產生大部分棋盤圖案。

我不知道爲什麼，老實說，這將是很酷的知道，但如果我從不知道它，我就不會冒汗。大多數情況下，我認爲這種產生隨機數的方式太可怕了，所以我想知道解決這個問題的另一種方法。也就是說，我真的在尋找資源或指標，以便以這種方式生成隨機數字，而不是問「我做錯了什麼？

基本上，我試圖產生一個「無限」2D噪聲場（我認爲，白噪聲），如果我放入相同的輸入，我可以找回。我寫的代碼是（它應該是一個fnv散列，請原諒模板的東西，我只是把它從代碼中提取出來，稍後我會清除它）。

//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

我不是這方面的專家，但這裏有一個想法和一個指針。

您的主要哈希混合函數fnv_hash32_next非常簡單，實際上並沒有很好地混合。例如，如果您知道「字節」的最低位爲0，則語句hash ^= byte將保留最低位hash不變。並且由於16777619u是奇數，因此hash *= 16777619u始終保持最低位不變：奇數（散列）乘以奇數（16777619u）爲奇數/偶數（散列）乘以奇數（16777619u）爲偶數。

將該參數進一步進行一下，結果的最低位最終將成爲輸入每個字節中最低位的異或值。實際上，恰恰相反，因爲你從hash的初始值開始，在fnv_hash32_init中有一個奇數。這可能會解釋你所看到的模式。事實上，我敢打賭，如果你仔細檢查，你會發現它不是棋盤格。例如，對於每個x，（x，255）的值應該與（x，256）相同。

您使用的方案應該工作得相當好，但您需要更好的散列函數。特別是，你需要混合一點。我之前使用的一個資源是Thomas Wang的書面文章http://www.concentric.net/~ttwang/tech/inthash.htm。他對基本問題以及一些示例代碼進行了簡短而簡潔的描述。此外，不要錯過他與羅伯特詹金斯的文章鏈接：http://www.burtleburtle.net/bob/hash/doobs.html。所有這一切說，從庫中使用像MD5或SHA1這樣的密碼散列可能會容易得多。不要錯過：使用加密哈希不會使您使用任何類型的「加密安全」。但是密碼散列函數往往有你想要的混合類型。

Answer 2

如果你需要做的就是糊弄誰不檢查很辛苦人類，我只想用random_r()和srandom_r()從標準庫。它們允許你保留一個私有狀態對象，這樣你可以同時擁有多個不同的（和唯一的）生成器。如果你願意，你可以將它們包裝在一個類中以方便使用。

Answer 3

東西IMO很好地工作是

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]); 
} 

的想法是異或基本隨機瓦數等級水平（我使用這個例子5級）。您添加更多的級別是期限;在這個例子中是16 ** 5。

Answer 4

這是柏林噪音的用途。 Minecraft使用Perlin噪音。它可以讓您立即計算場地中任意點的數值，而無需首先計算中間點。如果你隨心所欲地生成你的世界的一部分，然後你生成加入這些任意點的位，它們將完全匹配在一起。