骰子投掷计算器 - 掷骰并分析统计
在线投掷 d4、d6、d8、d10、d12、d20 和 d100 骰子,采用大气噪声真随机数,最多模拟 100,000 次投掷,并将每个结果与精确概率分布进行比较。
点击骰盘即可快速掷骰,支持加值和投掷历史;也可以运行批量模拟,查看统计数据和公平性检验;或打开分布实验室,看着中心极限定理随骰子数量增加而逐渐显现。
骰子
类型
模拟大量投掷
将同样的骰子投掷多达 100,000 次,并将结果与精确概率分布进行比较,附带卡方公平性检验。
从 RANDOM.ORG 获取 128 位大气噪声熵,用它为驱动每次投掷的快速本地生成器设定种子。如果无法连接 RANDOM.ORG,则回退到本地 CSPRNG。
中心极限定理实验室
同时投掷多种骰子数量,比较平均点数的分布——看它如何从平坦变成钟形曲线。
最多 4 个数量,每个 1–50——例如 1, 2, 5, 10。
每种 1–20,000 次投掷。使用上方选择的骰子: d6
关于骰子投掷计算器
这款骰子投掷器有两项用途。用于游戏时,顶部的骰盘可以投掷任何常见骰子——d4、d6、d8、d10、d12、d20 或 d100——每次最多六颗,可以加上 +3 之类的加值,并保留最近十二次投掷的历史记录,所以 2d6+3 或 1d20+5 只需轻点一下。用于概率与统计时,批量模拟器和分布实验室会把同样的骰子投掷成千上万次,并将实际结果与数学预测进行比较。
我们认真对待随机性。默认情况下,工具会从 RANDOM.ORG 获取 128 位大气噪声熵——这是一项通过测量大气无线电噪声生成真随机数的服务——并用它为一个快速且统计性质良好的生成器(sfc32)设定种子。随后每个面都通过拒绝采样抽取,因此 d6、d20 或 d100 的每个面出现的概率都完全相等——不存在取模偏差。如果无法连接 RANDOM.ORG,工具会自动回退到浏览器的密码学安全随机数生成器,并通过来源标记加以说明。每一批结果还会显示其种子,把任意文本粘贴到重放种子栏中即可精确复现一次运行。
批量模拟器会将每次运行与点数和的精确分布进行比较;该分布是通过对单颗骰子的分布逐颗做卷积计算得出的,而非估算。一颗骰子得到平坦的均匀分布;两颗骰子得到中间最高的三角形分布(2d6 的峰值为 7);三颗及以上则逐渐堆积成钟形曲线。图表把观测柱状图与精确概率叠加显示,统计数据则将观测平均值和标准差与期望值 n(s+1)/2 和 sqrt(n(s²−1)/12) 并列展示。
卡方拟合优度检验回答了一个显而易见的问题:这些投掷结果看起来公平吗?相邻的点数和会被合并,直到每个区间的期望次数至少为五次;p 值表示公平骰子产生至少如此大偏差的频率。p 值小并不能证明骰子被做了手脚——即使随机性完全可靠,大约每一百次运行中也有一次低于 0.01——但这正是你检验一颗可疑实体骰子时会用的方法。
分布实验室更进一步。它同时投掷多种骰子数量——例如 1、2、5 和 10 颗——并在同一坐标轴上绘制每种情况下平均点数的分布。一颗骰子是平的,两颗形成三角形,十颗则在 (s+1)/2 周围形成紧凑的钟形,其离散程度按 1/sqrt(n) 收窄。这就是中心极限定理,一键即可看到;第二张图则追踪单颗骰子的累计平均值如何逐步趋近其期望值——即大数定律。两个部分的结果都可以导出为 CSV,供电子表格或统计课程使用。
骰子投掷示例
常见的投掷与模拟,以及各自的预期结果。
| 配置 | 预期结果 | 使用场景 |
|---|---|---|
| 骰盘:1d20 + 5 | 6 到 25,平均 15.5 | 典型的桌面角色扮演游戏攻击或技能检定——6 到 25 之间每个总点数出现的概率都相等(各 5%)。 |
| 骰盘:4d6 | 4 到 24,平均 14 | 投掷属性值或快速伤害骰。接近 14 的总点数远比 4 或 24 常见。 |
| 2d6 × 1,000 次投掷 | 平均值 ≈ 7.0,点数和 7 ≈ 16.7% | 在 7 处达到峰值的三角形分布,标准差 ≈ 2.42——正是《大富翁》和《卡坦岛》使用的骰子。 |
| 1d20 × 10,000 次投掷 | 每个面 ≈ 5% | 均匀分布,平均值 10.5,标准差 ≈ 5.77。卡方检验确认这颗 d20 是公平的。 |
| 实验室:1、2、5、10 颗骰子 × 5,000 次投掷 | 平坦 → 三角形 → 钟形 | 随着骰子增加,平均点数在 3.5 附近越来越集中——这就是中心极限定理。 |
如何使用骰子投掷计算器
- 快速掷骰:在骰盘中选择骰子数量(1–6)和类型(d4 到 d100),如果游戏需要可以加上加值,然后点击骰子或“掷”按钮。最近十二次投掷会列在下方。
- 运行模拟:选择随机数来源(默认是 RANDOM.ORG 真随机),选择骰子面数,设置骰子数量(1–10)和投掷次数(最多 100,000),然后点击“掷骰子”。
- 查看结果:观测平均值和标准差与其期望值并列显示,还有中位数、众数、范围、观测频率与精确概率的对比图,以及卡方公平性检验。
- 打开分布实验室,输入多个骰子数量,例如 1, 2, 5, 10,然后点击“运行实验”,观察平均值的分布如何收窄成钟形曲线。
- 使用任意结果下方显示的种子即可复现该结果:把它(或任意文本)粘贴到重放种子栏中再次运行。还可以将频率表或实验室数据导出为 CSV,做进一步分析。
骰子投掷常见问题
这个骰子投掷器是真随机的吗?
默认情况下,它会从 RANDOM.ORG 获取 128 位大气噪声熵,用来为生成每次投掷的快速生成器(sfc32)设定种子,并通过拒绝采样确保每个面出现的概率完全相等。如果无法连接 RANDOM.ORG,它会回退到浏览器的密码学安全随机数生成器,并在结果上标注。你也可以一直使用本地来源。
可以用 2d6+3 或 1d20+5 这样的加值来掷骰吗?
可以。在骰盘中选择骰子数量和类型,然后输入加值(负数同样可用)。总点数包含加值,明细会显示每颗骰子的点数,例如 4 + 2 + 3 = 9。
为什么每次运行的平均值都略有不同?
每次运行使用不同的随机序列,因此样本统计量会围绕期望值波动。平均值的标准误等于标准差除以投掷次数的平方根:对于 2d6(标准差 2.42),100 次投掷时约为 0.24,1,000 次时为 0.077,100,000 次时为 0.0077。误差不断缩小,这就是大数定律。
卡方公平性检验是什么意思?
它衡量观测频率与精确概率之间的差距,并将这个差距转换为 p 值:即公平骰子产生至少如此大偏差的概率。p 值高于 0.01 表示投掷结果与公平骰子一致。对实体骰子来说,更小的 p 值是一个警示信号,但即使随机性完全可靠,大约每一百次运行中仍会出现一次。
一颗骰子的期望值和标准差是多少?
对于一颗公平的 s 面骰,期望值为 (s+1)/2,方差为 (s²−1)/12。对于 n 颗骰子,两者都可以相加:点数和的期望值为 n(s+1)/2,标准差为 sqrt(n(s²−1)/12)。例如 2d6 的平均值为 7、标准差为 2.42,1d20 的平均值为 10.5、标准差为 5.77。
为什么两颗骰子最常见的总点数是 7?
两颗 d6 共有 36 种等可能的结果,其中有六种相加等于 7(1+6、2+5、3+4、4+3、5+2、6+1)——比其他任何总点数都多,概率为 6/36 ≈ 16.7%。总点数 2 和 12 各只有一种组合(2.8%)。图表上的红点显示的就是这些精确概率。
需要投掷多少次才能得到准确的估计?
100 次投掷可以显示分布的大致形状;1,000 次投掷得到的频率误差约在一到两个百分点以内;达到 100,000 次时,标准骰子的观测百分比通常与精确值相差不到零点几个百分点。
重放种子有什么作用?
每一批结果都会显示驱动其生成器的种子。在掷骰前输入该种子或任意自选文本,就能复现完全相同的投掷结果,让模拟可重复,也方便与同学分享。