
2008-4-2 17:35
DragonBill
(ZT)Quake III的源代码里面用来求平方根的代码
有人在Quake III的源代码里面发现这么一段用来求平方根的代码:
/*================SquareRootFloat================*/
float SquareRootFloat(float number) {
long i;
float x, y;
const float f = 1.5F;
x = number * 0.5F;
y = number;
i = * ( long * ) &y;
i = 0x5f3759df - ( i >> 1 ); //注意这一行
y = * ( float * ) &i;
y = y * ( f - ( x * y * y ) );
y = y * ( f - ( x * y * y ) );
return number * y;
}
0x5f3759df? 这是个什么东西? 学过数值分析就知道,算法里面求平方根一般采用的是无限逼近的方法,比如牛顿迭代法,抱歉当年我数值分析学的太烂,也讲不清楚。简单来说比如求5的平方根,选一个猜测值比如2,那么我们可以这么算:
5/2 = 2.5; 2.5+2/2 = 2.25; 5/2.25 = xxx; 2.25+xxx/2 = xxxx ...
这样反复迭代下去,结果必定收敛于sqrt(5),没错,一般的求平方根都是这么算的。而卡马克的不同之处在于,他选择了一个神秘的猜测值0x5f3759df作为起始,使得整个逼近过程收敛速度暴涨,对于Quake III所要求的精度10的负三次方,只需要一次迭代就能够得到结果。
普渡大学的数学家Chris Lomont看了以后觉得有趣,决定要研究一下卡马克弄出来的这个猜测值有什么奥秘。Lomont也是个牛人,在精心研究之后从理论上也推导出一个最佳猜测值,和卡马克的数字非常接近, 0x5f37642f。卡马克真牛,他是外星人吗?
传奇并没有在这里结束。Lomont计算出结果以后非常满意,于是拿自己计算出的起始值和卡马克的神秘数字做比赛,看看谁的数字能够更快更精确的求得平方根。结果是卡马克赢了... 谁也不知道卡马克是怎么找到这个数字的。
最后Lomont怒了,采用暴力方法一个数字一个数字试过来,终于找到一个比卡马克数字要好上那么一丁点的数字,虽然实际上这两个数字所产生的结果非常近似,这个暴力得出的数字是0x5f375a86。
2008-6-12 08:36
fishold
理论上的东西俺不懂。反正有计算机,试试便知。测试下来大失所望:
(1)该方法计算不准,比如开4的平方根,得到1.999991。当然游戏主要是讲速度,精度要求不严的情况下可以理解(或谅解);
(2)那么速度呢?那总该比常规方法快吧?额滴神啊!它居然比sqrt函数速度要慢!我让它对一个数重复开根号达10亿次,采用寻常数数的办法(常规速度,你要准确可看秒表),数到122下算完。而同样用sqrt函数,只数到86下。测了几次都差不多。
我用的是最“原始”的turbo c 2.0,如果这个函数真那么神,那完全无法解释。只能说,要么是那些专家疯了,要么就是我这个有点爱钻牛角尖的“钻家”疯了!
2008-6-18 21:14
bod2005
这个很老的了,最早的发明人可以追述到3dfx做vodoo系列的那些大牛们。。。
2008-8-17 00:31
sciwander
都是言传,其实完全不是那么回事情
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