Question

我正在使用floats代表游戏中的位置：

struct Position
{
    float x;
    float y;
};

我想知道这是否是最好的选择，以及随着头寸价值继续扩大而带来的后果。我花了一些时间来了解浮子的储存情况，并意识到我有点困惑。

（我正在使用Microsoft Visual C ++编译器。）

在float.h中，FLT_MAX的定义如下：

#define FLT_MAX         3.402823466e+38F        /* max value */

是340282346600000000000000000000000000000。

该值远大于UINT_MAX，其定义为：

#define UINT_MAX        0xffffffff

并且对应于值4294967295。

基于此，似乎float是一个很好的选择，可以存储像位置这样的非常大的数字。尽管FLT_MAX非常大，但我想知道精确度问题将如何发挥作用。

根据我的理解，float使用1位来存储符号，8位用于存储指数，23位用于存储尾数（假设前导1）：

    S EEEEEEEE MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM

这意味着FLT_MAX可能如下：

    0 11111111 11111111111111111111111

这相当于：

1.11111111111111111111111 x 2^128

或

111111111111111111111111000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

即使知道这一点，我也无法想象精确度的损失，而且我很困惑地想着随着价值的不断增加会发生什么。

有没有更简单的方法来考虑这个？ floats或doubles通常用来存储unsigned int之类的大数字吗？

Answer 1

考虑浮子精度的一种方法是考虑它们具有大约5位数的精度。因此，如果你的单位是米，并且你有1公里远的东西，那1000米 - 试图以10厘米（0.1米）或更小的分辨率处理该物体可能会有问题。

游戏中常用的方法是使用花车，但要将世界分开，使得位置相对于局部坐标系统（例如，将世界划分为网格，并且每个网格方块都有翻译价值）。一切都将具有足够的精度，直到它相对于相机进行变换以进行渲染，此时远距离物体的不精确性不是问题。

作为一个例子，想象一下在太阳系中设置的游戏。如果你的坐标系的原点位于太阳的中心，那么行星表面上的坐标就不可能在浮点数中准确表示。但是，如果你有一个相对于行星表面的坐标系统，而该行星表面相对于行星的中心，然后你知道行星相对于太阳的位置，那么你可以对局部空间中的事物进行操作准确无误，然后转换为您想要渲染的任何空间。

Answer 2

不，他们不是。

假设游戏对象移动后，你的位置需要增加10厘米。

假设游戏世界以米为单位，则为0.10。但是，如果您的float值足够大，则无法再表示0.10的差异，并且您尝试增加该值只会失败。

Answer 3

您是否需要使用小数部分存储大于16.7米的值？然后浮动太小了。

This series by Bruce Dawson may help

Answer 4

如果您确实需要处理非常大的数字，请考虑使用arbitrary-precision arithmetic library。您将不得不分析您的代码，因为这些库比内置类型的算术慢。

您可能不需要非常大的坐标值。例如，您可以环绕世界的边缘，并使用modulo arithmetic来处理位置。

使用浮动来存储大数字

4 个答案: