骰子投擲計算器 - 擲骰並分析統計
線上擲 d4、d6、d8、d10、d12、d20 和 d100 骰子,採用大氣雜訊真隨機數,最多模擬 100,000 次投擲,並將每個結果與精確機率分布進行比較。
點一下骰盤即可快速擲骰,支援加值與投擲紀錄;也可以執行批次模擬,查看統計資料與公平性檢定;或開啟分布實驗室,看著中央極限定理隨骰子數量增加而逐漸浮現。
骰子
類型
模擬大量投擲
將同樣的骰子擲多達 100,000 次,並將結果與精確機率分布比較,附帶卡方公平性檢定。
向 RANDOM.ORG 取得 128 位元的大氣雜訊熵,用它為驅動每次投擲的快速本機產生器設定種子。如果無法連線到 RANDOM.ORG,則改用本機 CSPRNG。
中央極限定理實驗室
同時擲多種骰子數量,比較平均點數的分布——看它如何從平坦變成鐘形曲線。
最多 4 個數量,每個 1–50——例如 1, 2, 5, 10。
每種 1–20,000 次投擲。使用上方選擇的骰子: d6
關於骰子投擲計算器
這款擲骰工具有兩項用途。用於遊戲時,頂部的骰盤可以擲任何常見骰子——d4、d6、d8、d10、d12、d20 或 d100——每次最多六顆,可加上 +3 之類的加值,並保留最近十二次投擲的紀錄,所以 2d6+3 或 1d20+5 只要點一下。用於機率與統計時,批次模擬器和分布實驗室會把同樣的骰子擲上成千上萬次,並將實際結果與數學預測互相比較。
我們認真看待隨機性。預設情況下,工具會向 RANDOM.ORG 取得 128 位元的大氣雜訊熵——這是一項透過量測大氣無線電雜訊產生真隨機數的服務——並用它為一個快速且統計性質良好的產生器(sfc32)設定種子。之後每個面都以拒絕取樣抽出,因此 d6、d20 或 d100 的每個面出現機率都完全相等——不存在取模偏差。如果無法連線到 RANDOM.ORG,工具會自動改用瀏覽器的密碼學安全隨機數產生器,並以來源標記加以說明。每一批結果也會顯示其種子,把任意文字貼到重播種子欄位即可精確重現一次執行。
批次模擬器會將每次執行與點數和的精確分布比較;此分布是將單顆骰子的分布逐顆做摺積計算而得,並非估算。一顆骰子得到平坦的均勻分布;兩顆骰子得到中間最高的三角形分布(2d6 的峰值為 7);三顆以上則逐漸堆成鐘形曲線。圖表將觀測長條與精確機率疊加顯示,統計資料則將觀測平均值和標準差與期望值 n(s+1)/2 及 sqrt(n(s²−1)/12) 並列呈現。
卡方適合度檢定回答了一個顯而易見的問題:這些投擲結果看起來公平嗎?相鄰的點數和會被合併,直到每個區間的期望次數至少為五次;p 值表示公平骰子產生至少如此大偏差的頻率。p 值小並不能證明骰子被動了手腳——即使隨機性完全可靠,大約每一百次執行中也有一次低於 0.01——但這正是你檢驗一顆可疑實體骰子時會用的方法。
分布實驗室更進一步。它同時擲多種骰子數量——例如 1、2、5 和 10 顆——並在同一座標軸上繪出每種情況下平均點數的分布。一顆骰子是平的,兩顆形成三角形,十顆則在 (s+1)/2 周圍形成緊密的鐘形,其離散程度按 1/sqrt(n) 收窄。這就是中央極限定理,一鍵即可看見;第二張圖則追蹤單顆骰子的累計平均值如何逐步趨近其期望值——也就是大數法則。兩個部分的結果都可以匯出為 CSV,供試算表或統計課程使用。
擲骰範例
常見的投擲與模擬,以及各自的預期結果。
| 設定 | 預期結果 | 使用情境 |
|---|---|---|
| 骰盤:1d20 + 5 | 6 到 25,平均 15.5 | 典型的桌上角色扮演遊戲攻擊或技能檢定——6 到 25 之間每個總點數的機率都相等(各 5%)。 |
| 骰盤:4d6 | 4 到 24,平均 14 | 擲屬性值或快速傷害骰。接近 14 的總點數遠比 4 或 24 常見。 |
| 2d6 × 1,000 次投擲 | 平均值 ≈ 7.0,點數和 7 ≈ 16.7% | 在 7 處達到峰值的三角形分布,標準差 ≈ 2.42——正是《地產大亨》和《卡坦島》所用的骰子。 |
| 1d20 × 10,000 次投擲 | 每個面 ≈ 5% | 均勻分布,平均值 10.5,標準差 ≈ 5.77。卡方檢定確認這顆 d20 是公平的。 |
| 實驗室:1、2、5、10 顆骰子 × 5,000 次投擲 | 平坦 → 三角形 → 鐘形 | 隨著骰子增加,平均點數在 3.5 附近愈來愈集中——這就是中央極限定理。 |
如何使用骰子投擲計算器
- 快速擲骰:在骰盤中選擇骰子數量(1–6)和類型(d4 到 d100),如果遊戲需要可加上加值,然後點一下骰子或「擲」按鈕。最近十二次投擲會列在下方。
- 執行模擬:選擇隨機數來源(預設為 RANDOM.ORG 真隨機),選擇骰子面數,設定骰子數量(1–10)和投擲次數(最多 100,000),然後按下「擲骰子」。
- 查看結果:觀測平均值和標準差與其期望值並列顯示,另有中位數、眾數、範圍、觀測頻率與精確機率的對照圖,以及卡方公平性檢定。
- 開啟分布實驗室,輸入多個骰子數量,例如 1, 2, 5, 10,然後按下「執行實驗」,觀察平均值的分布如何收窄成鐘形曲線。
- 使用任一結果下方顯示的種子即可重現該結果:把它(或任意文字)貼到重播種子欄位後再執行一次。也可以將頻率表或實驗室資料匯出為 CSV 做進一步分析。
擲骰常見問題
這個擲骰工具是真隨機的嗎?
預設情況下,它會向 RANDOM.ORG 取得 128 位元的大氣雜訊熵,用來為產生每次投擲的快速產生器(sfc32)設定種子,並以拒絕取樣確保每個面的出現機率完全相等。如果無法連線到 RANDOM.ORG,它會改用瀏覽器的密碼學安全隨機數產生器,並在結果上標示。你也可以一直使用本機來源。
可以用 2d6+3 或 1d20+5 這類加值來擲骰嗎?
可以。在骰盤中選擇骰子數量和類型,然後輸入加值(負數也可以)。總點數包含加值,明細會顯示每顆骰子的點數,例如 4 + 2 + 3 = 9。
為什麼每次執行的平均值都略有不同?
每次執行使用不同的隨機序列,因此樣本統計量會在期望值附近波動。平均值的標準誤等於標準差除以投擲次數的平方根:以 2d6(標準差 2.42)為例,100 次投擲時約為 0.24,1,000 次時為 0.077,100,000 次時為 0.0077。誤差不斷縮小,這就是大數法則。
卡方公平性檢定是什麼意思?
它衡量觀測頻率與精確機率之間的差距,並將此差距轉換成 p 值:也就是公平骰子產生至少如此大偏差的機率。p 值高於 0.01 表示投擲結果與公平骰子相符。對實體骰子而言,較小的 p 值是一個警訊,但即使隨機性完全可靠,大約每一百次執行中仍會出現一次。
一顆骰子的期望值和標準差是多少?
對於一顆公平的 s 面骰,期望值為 (s+1)/2,變異數為 (s²−1)/12。對於 n 顆骰子,兩者都可以相加:點數和的期望值為 n(s+1)/2,標準差為 sqrt(n(s²−1)/12)。例如 2d6 的平均值為 7、標準差為 2.42,1d20 的平均值為 10.5、標準差為 5.77。
為什麼兩顆骰子最常見的總點數是 7?
兩顆 d6 共有 36 種機率相等的結果,其中有六種相加等於 7(1+6、2+5、3+4、4+3、5+2、6+1)——比其他任何總點數都多,機率為 6/36 ≈ 16.7%。總點數 2 和 12 各只有一種組合(2.8%)。圖表上的紅點顯示的就是這些精確機率。
需要擲幾次才能得到準確的估計?
100 次投擲可以看出分布的大致形狀;1,000 次投擲得到的頻率誤差約在一到兩個百分點以內;達到 100,000 次時,標準骰子的觀測百分比通常與精確值相差不到零點幾個百分點。
重播種子有什麼作用?
每一批結果都會顯示驅動其產生器的種子。在擲骰前輸入該種子或任意自訂文字,就能重現完全相同的投擲結果,讓模擬可重複,也方便與同學分享。