如何生成种子二维白噪声

Question

我正在尝试编写一个函数，以便 f(x, y, seed) return 在 0.0 和 1.0 之间浮动。 x 和 y 是两个浮点数，而 seed 是一个整数。结果应该看起来像一个随机数，但使用相同的参数将始终 return 相同的结果。我打算将其用于地形生成（使用 Perlin 噪声），但效果应该是可以从给定的种子中创建白噪声（x 和 y 参数对应于图像中的位置）。

我已经研究过使用散列函数来实现这一点，但我遇到的所有散列函数要么不接受浮点数，要么不产生统一的结果（因此 0.0 和 1.0 之间的每个数字都是同样可能的), 显示出明显的模式, 或者结果对于紧密坐标变化不大)

Answer 1

取决于您希望实现的分布，但是例如对于已知图像大小的均匀分布，您可以这样做：

width = 100

from random import random
def f(x, y, seed):
    rng = random(seed)
    rng.jumpahead(x * width + y)
    return rng.random()

或者，如果您有可用的像素序号索引而不是 x 和 y，则不需要网格大小：

from random import random
def f(n, seed):
    rng = random(seed)
    rng.jumpahead(n)
    return rng.random()

Answer 2

又看了几个小时后，我发现了这个：https://groups.google.com/forum/#!msg/proceduralcontent/AuvxuA1xqmE/T8t88r2rfUcJ

特别是，我使用了 Adam Smith 的答案来制作这个：

def rot(x, b):
    return((x<<b) ^ (x >> (32 - b)))

def pcghash(x, y, seed):
    for l in range(0, 3):
        x = rot(x^0xcafebabe + y^0xfaceb00c + seed^0xba5eba11, 23)
        x = rot(x^0xdeadbeef + y^0x8badf00d + seed^0x5ca1ab1e, 5)
        x = rot(x^0xca11ab1e + y^0xfacefeed + seed^0xdeadc0de, 17)
    return(x^y^seed)

def noise(x, y, seed):
    return(float('0.' + str(pcghash(x, y, seed))[-10:]))

这需要坐标和一个种子，returns 一个在 0.0 和 1.0 之间均匀分布的数字（小数点后 10 位）。我对此并不完全满意，因为所有参数都必须是整数，有很多未使用的生成位，而且我确信 noise() 函数中的代码可以改进得更快，但这符合我的目的。

编辑：可以在此处 (https://www.shadertoy.com/view/4djSRW) 的 hash12() 函数中找到一个更好的函数：

float hash12(vec2 p) {
    vec3 p3  = fract(vec3(p.xyx) * .1031);
    p3 += dot(p3, p3.yzx + 19.19);
    return fract((p3.x + p3.y) * p3
}

这是在 GLSL 中实现的，但在其他语言中应该很容易实现。此外，虽然这是一个 2 维到 1 维的哈希函数，但链接的 Shadertoy 着色器上提供了其他函数。

如何生成种子二维白噪声

How to Generate Seeded 2D White Noise

python

random

hash

noise