从四个整数生成一个无状态的伪随机数

Question

对于 Perlin 噪声的实现，我需要从 n 个向量的静态列表中为 3D 空间中的每个整数坐标选择一个向量。这归结为在 1..n 中从四个有符号整数值 x、y、z 生成一个伪随机数em> 和 种子。

unsigned int pseudo_random_number(int x, int y, int z, int seed);

算法应该是无状态的，即每次调用它时都返回相同的数字，并使用相同的输入值。

我查看的现有 Perlin 噪声实现将每个整数与一个大素数相乘，将结果相加，对其进行一些位操作，并提示除以 n。我不想只是复制它，因为我不了解它的一些内容：

• 如何选择素数？
• 为什么要进行额外的位操作？
• 我如何知道这是否“足够伪随机”以产生视觉上令人愉悦的结果？

我寻找有关 PRNG 工作原理的解释，但找不到有关多个输入值的任何信息。

Answer 1

如果您有任意精度的伪随机数生成，那么您只需连接四个输入 (x,y,z,seed) 并在此输入上调用您的伪随机数生成器函数以获得“下一个”伪-随机数将作为您的随机数。 （如果你想有一个介于 1 和 n 之间的随机数，然后取适当数量的高位）。

您提到的实现使用了这样一个事实，即不同的大素数模n在与输入整数相乘时会产生本质上不相关的结果（模n）。当然，您需要输入的整数并非都具有带有 n 的通用公约数才能正常工作。这就是为什么要进行额外的位操作的原因，因此如果所有输入整数都可以被 k 整除，并且 n 可以被 k 整除，则余数模 n 也不会自动被 k 整除。无论如何，人们已经对已建立的伪随机数生成器进行了很多思考，所以我对您的建议是，您相信他们考虑了所有潜在问题，并且如果有一大群人使用他们的生成器是“好”的毫无怨言。