Javascript - 这个噪音功能会起作用吗？

Question

我有一段时间在 C# 和 C++ 地形生成器中使用了以下确定性噪声函数：

float GridNoise(int x, int z, int seed)
{
    int n = (1619*x + 31337*z + 1013*seed) & 0x7fffffff;
    n = (n >> 13) ^ n;

    return 1 - ((n*(n*n*60493 + 19990303) + 1376312589) & 0x7fffffff)/(float)1073741824;
}

对于我输入的任何整数 x/z 坐标，它都会返回一个介于 1 和 -1 之间的“随机”浮点数（另外还有一个种子，因此我可以生成不同的地形）。我尝试在 Javascript 中实现相同的功能，但结果不如预期。对于较小的值，这似乎还可以，但是当我使用较大的值（约 10000 的数量级）时，结果的随机性越来越小，最终它返回的都是 1。

您可以看到它在 C# here 中正常工作，而同一输入 here 的 JS 结果不正确。

我怀疑这与 JS 变量不是严格整数有关，但任何人都可以阐明更多信息吗？如果这不起作用，是否有人可以在 JS 中使用类似的简单确定性函数？

Answer 1

根本问题是，在 javascript 中，没有整数 - 所以所有数学函数都是使用 Number（52 位精度浮点数）完成的

在 c# 中，如果您使用的是 long，那么任何溢出都会被丢弃

在javascript中，你需要自己处理这个

有一种数字格式将出现在浏览器中，这会有所帮助，但它还没有出现 - BigInt ...它在 chrome/opera 中，在 firefox（桌面，不是 android）的标志后面

（没有关于 Edge（反正死了）或 Safari（新 IE）的消息——当然，IE 永远不会得到它们）

使用BigInt我能想到的最好的方法是

function gridNoise(x, z, seed) {
    var n = (1619 * x + 31337 * z + 1013 * seed) & 0x7fffffff;
    n = BigInt((n >> 13) ^ n);
    n = n * (n * n * 60493n + 19990303n) + 1376312589n;
    n = parseInt(n.toString(2).slice(-31), 2);
    return 1 - n / 1073741824;
}

function test() {
    for (var i = 10000; i < 11000; i++) {
        console.log(gridNoise(0, 0, i));
    }
}
test();

注意，60493n 是 BigInt 符号

您可以在过渡期间使用“大整数”库 - https://github.com/peterolson/BigInteger.js

以下内容不起作用，并且永远不会……因为 32 位 x 32 位 == 64 位……所以你已经丢失了位

我误读了代码，虽然 n 只有 19 位（因为 >>13）

罢工>

如果您将 n * n * 60493 的结果限制为 32 位，（实际上，我将其设置为 31 位...所以.. 无论如何它似乎可以正常工作

function gridNoise(x, z, seed) {
  var n = (1619 * x + 31337 * z + 1013 * seed) & 0x7fffffff;
  n = (n >> 13) ^ n;

  return 1 - ((n * (n * n * 60493 & 0x7fffffff + 19990303) + 1376312589) & 0x7fffffff) / 1073741824;
}

这也有效

return 1 - ((n*(n*n*60493 | 0 + 19990303)  + 1376312589) & 0x7fffffff)/1073741824;

这将中间结果限制为 32 位，这可能是也可能不是“准确”

如果您想准确复制 c# 生成的内容，您可能需要使用它

Answer 2

恐怕您的代码超出了整数的最大大小限制。一旦发生这种情况，它就会返回 1，因为计算 ((n*(n*n*60493 + 19990303) + 1376312589) & 0x7fffffff)/1073741824 将始终为 0 - 因此 1 - 0 = 1

Answer 3

要了解这里发生了什么，必须检查 JavaScript 的 number 类型。它基本上是一个 53 位整数，使用另一个 11 位整数左移/右移，得到一个 64 位数字。因此，如果您的计算会产生一个 54 位整数，它只需要 高位 53 位，并将它们左移 1。现在，如果您对数字进行按位数学运算，它将需要 低 32 位。因此，如果一个整数大于 84 位，对其进行按位移位将始终为 0。因此，大于 32 位的数字在 JS 中进行按位运算时将趋于 0，而 C# 始终采用较低的 32 位，因此结果将是对于那些 32 位是准确的（但无法表示更大的数字）。

  (2 + 2 ** 53) & (2 + 2 ** 53)  // 2
  (2 + 2 ** 54) & (2 + 2 ** 54) // 0

Answer 4

编辑（抱歉之前的回答很差）： 正如其他人之前所说的那样，您的值也超过了 JS Number 的大小。 如果您的代码在 C# 中工作，建议将功能卸载到 ASP.NET 后端，该后端将处理计算并通过某种 API 转发结果