Об эффективности RND().

[Mikle]

Занимаюсь генерацией текстур. Алгоритм близок к шуму Перлина. Обратил внимание, что на текстурах просматривается не запланированный узор. Долго искал причину в алгоритме, а нашел в бейсиковской RND()
Попробовал тест - форму 640*480 попиксельно закрашивал цветом RND * &HFFFFFF. Результат налицо - RND выдает часто повторяющиеся рисунки. Это меня подвигло к разработке более "случайной" ф-ции. Вот результат:

Код: Выделить всё

Option Explicit
Dim Ri As Double

Function Rand() As Single
  Ri = 1.314 * Ri + 1.737
  If Ri > 983732.3456 Then Ri = Ri * 0.3141
  Rand = Ri - Int(Ri)
End Function

Sub RandInit(r As Single)
  Ri = r
End Sub


Rand - вместо RND
RandInit - вместо RANDOMIZE
Распределении гораздо ровнее, чем у RND и в Native Code работает в 3-4 раза быстрее.

[alibek]

А Randomize указывал перед RND()?

[Ennor]

А Randomize указывал перед RND()?

Подозреваю, что да...

[alibek]

Я имею ввиду, перед каждым RND

[uhm]

Насчет равномерности - это ты загнул, у RND тоже равномерное распределение (сейчас специально попроверял ). Если работает быстрее - это здорово.

Зачем перед каждым RND ставить Randomize?

[Mikle]

alibek
Ставить перед каждым RND Randomize - теряется смысл RND. Первый раз я его, естественно, ставил.
uhm
Равномерность распределения у RND нормальная. Мне не нравится ПОВТОРЯЕМОСТЬ достаточно коротких последовательностей, что заметно на глаз.

[uhm]

Не понимаю, о какой "повторяемости" идет речь.
Может, ты приведешь пример кода?

[_Мика_]

Раньше для модно было писать Randomize Timer

Randomize Timer писался, если я не ошибаюсь, в обычном Basic'е, а разве в VB есть такое?

[uhm]

Randomize uses number to initialize the Rnd function's random-number generator, giving it a new seed value. If you omit number, the value returned by the system timer is used as the new seed value.

В смысле, если написать Randomize, то как раз с таймера Seed и возьмется.

[Mikle]

Код: Выделить всё

Option Explicit
Dim Ri As Double

Function Rand() As Single
  Ri = 1.314 * Ri + 1.737
  If Ri > 983732.3456 Then Ri = Ri * 0.3141
  Rand = Ri - Int(Ri)
End Function

Sub RandInit(r As Single)
  Ri = r
End Sub

Private Sub Form_Load()
  Me.AutoRedraw = False
  Me.ScaleMode = vbPixels
End Sub

Private Sub Form_MouseDown(Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single)
Dim X1 As Long, Y1 As Long
  If Button = 1 Then
    For Y1 = 0 To Me.ScaleHeight - 1
      For X1 = 0 To Me.ScaleWidth - 1
        Me.PSet (X1, Y1), Rnd * &HFFFFFF
      Next X1
    Next Y1
  Else
    For Y1 = 0 To Me.ScaleHeight - 1
      For X1 = 0 To Me.ScaleWidth - 1
        Me.PSet (X1, Y1), Rand * &HFFFFFF
      Next X1
    Next Y1
  End If
End Sub

Private Sub Form_Resize()
  Me.Caption = Me.ScaleWidth
End Sub


Вставь код в новый проект. Посмотри, как ведет себя RND (LeftClick) и Rand (RightClick) при разных размерах формы. Напр. при ScaleWidth=512.

[uhm]

И вправду, я вижу некоторое подобие узора в RND...

Мда-а, задал ты мне задачку. Надо будет поразмышлять на досуге...

[uhm]

Хм-м-м-м-м...

Если изменять Width формы, узор может исчезнуть или проявиться. При width=5205 (scalewidth=5085) у меня в Rnd абсолютно четкие диагональные линии. Прикольно

[Mikle]

uhm
Если период повторяемости кратен ширине формы - полосы вертикальные. Если близко к этому - диагональные.
Каким образом вышло scalewidth=5085, ведь Me.ScaleMode = vbPixels?
Или ты изменил исходник? Просто запускай, меняй мышкой размеры формы, кликай - и смотри результат.

[uhm]

Не менял я исходник, просто ты же мне свою формочку не присылал, а scalemode в дизайн-моде по умолчанию в твипах. Вертикальные полосы мне получить пока не удалось, хотя хотелось

Вот уйду с работы, приду домой, и, если силы останутся, поэкспериментирую...

[tyomitch]

Не менял я исходник, просто ты же мне свою формочку не присылал, а scalemode в дизайн-моде по умолчанию в твипах. Вертикальные полосы мне получить пока не удалось, хотя хотелось

Прочитай в его исходнике процедуру Form_Load, вторую строчку

[uhm]

Да, вижу, и что? Еще раз говорю, что все изменения вносил в design-mode, где по умолчанию ScaleMode стоит "1 - Twip".

[tyomitch]

Да, вижу, и что?

То, что после запуска формы всё равно станут пикселы. Хоть сантиметры в design-mode выставлены были, хоть что.

[uhm]

Да это все понятно. Ты лучше скажи, почему при использовании RND возникает периодичность, да еще с таким небольшим периодом?

[alibek]

Эта периодичность заложена в форме вычисления RND(). Правда странно, что она проявляется Я формулу не помню, в MSDN где-то была.

[A.A.Z.]

:shock:

И вправду, я вижу некоторое подобие узора в RND...

Мда-а, задал ты мне задачку. Надо будет поразмышлять на досуге...

http://bbs.vbstreets.ru/viewtopic.php?t=12716

[uhm]

Фракталы не при чем.

alibek, что он периодичен, я подозревал. Но не должен быть такой маленький период!

[arthur2]

Прошу прощенья за некрофилию Зато здоровский топик подниму

Функция ништяк! Но интересно было бы понять, как именно ты подобрал параметры 1.314, 1.737 и пр.

[awl100Alex]

Эта периодичность заложена в форме вычисления RND(). Правда странно, что она проявляется Я формулу не помню, в MSDN где-то была.

Правильно. Функция RND "генерирует" в VB равномерное рапределение случайных чисел в диапазоне от 0 до 1 - это псевдослучайные величины. На самом деле RND получает значения из таблицы так называемого математического ряда, который уже заранее создается машиной.
2^n - тоже дает бинарный ряд = 8,16,32,64,128,256 и т.д. У RND своя формула. А Randomize - все во лишь выполняет случайный вход в эту самую таблицу для функции RND. Случайность здесь мифическая.

[awl100Alex]

arthur2
Скорее всего подобрал он их экспериментальным путем. И, кстати, попробуй заменить эту функцию по правому клику...

Код: Выделить всё

Function Rand() As Single
  Ri = 1.1 * Ri + 1.1
  If Ri > 983732.3456 Then Ri = Ri * 0.0001 '0.3141
  Rand = Ri - Int(Ri)
End Function

Кликни несколько раз... увидишь, что это тоже псевдослучайнойсть, а вариант Ri = Ri * 0.3141 может так же проявится где-то случайным образом, как визуальный артефакт.

[Mikle]

arthur2
Искал экспериментально.
awl100Alex
Ты бы еще вместо всех констант поставил "1" или "0"
Вообще у функции имеется "запас прочности" за счет того, что все считается в Double, а на выходе - Single.

[arthur2]

Искал экспериментально.

Не, ну чем-то же всё-таки руководствовался? Не методом же перебора? Или чисто на интуиции?

Ведь получилось, вроде бы, куда лучше, чем rnd

А, кстати, какие ещё есть алгоритмы для генерации случайных чисел? Сам rnd(), интересно, как устроен?

[awl100Alex]

Ты бы еще вместо всех констант поставил "1" или "0"

Я все во лишь уменьшил масштаб построений, который наглядно показал, что случайностей здесь нет!
Можно вернуть Ri = 1.314 * Ri + 1.737 и будет тоже самое.

[Mikle]

awl100Alex

Я все во лишь уменьшил масштаб построений

Так о масштабе и речь, если он больше точности Single, то все в порядке.
arthur2

Не, ну чем-то же всё-таки руководствовался? Не методом же перебора? Или чисто на интуиции?

Долго объяснять, просто в школе математику хорошо понял.

[arthur2]

Долго объяснять, просто в школе математику хорошо понял.

Так ты долго не объясняй, раз так - просто ткни носом, в какую сторону посмотреть

Так о масштабе и речь, если он больше точности Single, то все в порядке.

Это как-то и связано с принципом кода, да? Я пробовал менять разные цифры в константах, не меняя масштаба - шум получается без повторений, но не всегда равномерный.

А как оценить и проверить равномерность псевдослучайных цифр, не считая такого наглядного способа, как на глаз?