Это интересно
- ОКД
- ЗКС
- ИПО
- КНПВ
- Мондиоринг
- Большой ринг
- Французский ринг
- Аджилити
- Фризби
Опрос
Полезные ссылки
РКФ
Все о дрессировке собак
Стрижка собак в Коломне
Поиск по сайту
Как собрать кубик Рубика (Журнал «Квант» 1983 год). Формула сбора кубика рубика из журнала техника молодежи
Простейший алгоритм сборки кубика Рубика
Как собрать Кубик Рубика
В двух словах: если запомнить 7 простых формул длиной не более 8 вращений каждая, то можно спокойно научиться собирать обычный кубик 3х3х3 за пару минут. Быстрее, чем за минуту-полторы, этим алгоритмом собрать кубик не получится, но две-три минуты – легко!
Извините за рекламу, если чё.
Введение
Кубик Рубика (далее просто «Кубик») - это механическая головоломка в виде куба, состоящего из кубиков меньшего размера, способных вращаться вокруг невидимых снаружи осей.
Как и у любого куба, у головоломки 8 углов, 12 рёбер и 6 граней: верхняя, нижняя, правая, левая, передняя и задняя. Обычно каждый из девяти квадратов на каждой грани Кубика окрашен в один из шести цветов, как правило, расположенных парами друг напротив друга: белый-жёлтый, синий-зелёный, красный-оранжевый, образуя 54 цветных квадрата. Иногда вместо сплошных цветов на грани Кубика наносят картинки, тогда его становится ещё сложнее собрать.
В собранном («исходном») состоянии каждая грань состоит из квадратов одного цвета, либо все картинки на гранях правильно сложены. После нескольких поворотов Кубик «размешивается».
Собрать Кубик - это вернуть его из размешанного в исходное состояние. В этом, собственно, и заключается основной смысл головоломки. Многие энтузиасты находят удовольствие в сборке "пасьянсов" - узоров.
Азбука Кубика
Классический Кубик состоит из 27-ти частей (3х3х3=27):
6 одноцветных центральных элементов (6 «центров»)
12 двухцветных бортовых или рёберных элементов (12 «рёбер»)
8 трёхцветных угловых элементов (8 «углов»)
1 внутренний элемент - крестовина
Крестовина (или шар, в зависимости от конструкции) находится в центре Кубика. К ней крепятся центры и тем самым скрепляют остальные 20 элементов, не давая головоломке развалиться.
Вращаться элементы могут «слоями» - группами по 9 штук. Поворот внешнего слоя по часовой стрелке на 90° (если смотреть на этот слой) считаем «прямым» и будем обозначать большой буквой, а поворот против часовой стрелки - «обратным» прямому - и будем обозначать большой буквой с апострофом «'».
6 внешних слоёв: Верх, Низ, Право, Лево, Фронт (передний слой), Тыл (задний слой). Есть ещё три внутренних слоя. В этом алгоритме сборки мы их отдельно вращать не будем, будем использовать только вращения внешних слоёв. 
Обозначения поворотов:
При сборке Кубика мы будем последовательно совершать повороты слоёв. Последовательность поворотов записывается слева направо друг за другом. Если какой-то поворот слоя нужно повторить два раза, то после него ставят значок степени «2». Например, Ф2 означает, что надо два раза повернуть фронт, т.е. Ф2 = ФФ или Ф'Ф' (как удобнее).
Для удобства чтения длинных последовательностей их разбивают на группы, которые отделяются от соседних групп точками. Если требуется какую-то последовательность поворотов повторить, то её заключают в круглые скобки и справа вверху закрывающей скобки пишут количество повторов. В квадратных скобках я буду указывать номер такой последовательности или, как их обычно называют, «формулы».
Теперь, зная условный язык обозначений вращений слоёв Кубика, можно приступать непосредственно к процессу сборки.
Сборка
Существует много способов сборки Кубика. Есть такие, которые позволяют парой-тройкой формул собрать кубик, но за несколько часов. Другие - наоборот, при помощи запоминания пары сотен формул позволяют собрать кубик за десяток секунд.
Ниже я опишу наиболее простой (с моей точки зрения) способ, который нагляден, прост в понимании, требует запоминания всего семи простых «формул» и при этом позволяет собрать Кубик за пару минут. Когда мне было 7 лет, я освоил такой алгоритм за неделю и собирал кубик в среднем за 1,5-2 минуты, чем поражал своих друзей и одноклассников. Поэтому я и называю такой способ сборки «простейшим». Постараюсь объяснить всё «на пальцах», почти без картинок.
Собирать Кубик будем горизонтальными слоями, сначала первый слой, потом второй, затем третий. Процесс сборки разобьём на несколько этапов. Всего их будет пять и один дополнительный.
- 6/26 В самом начале кубик разобран (но центры всегда на местах).
Этапы сборки:
- 10/26 — крест первого слоя («верхний крест»)
- 14/26 — углы первого слоя
- 16/26 — второй слой
- 22/26 — крест третьего слоя («нижний крест»)
- 26/26 — углы третьего слоя
- 26/26 — (дополнительный этап) вращение центров
Для сборки классического Кубика понадобятся следующие «формулы»:
ФВ'ПВ — поворот ребра верхнего креста
(П'Н' · ПН)1-5 — «Z-коммутатор»
ВП · В'П' · В'Ф' · ВФ — ребро 2 слоя вниз и вправо
В'Л' · ВЛ · ВФ · В'Ф' — ребро 2 слоя вниз и влево
ФПВ · П'В'Ф' — поворот рёбер нижнего креста
ПВ · П'В · ПВ'2 · П'В — перестановка рёбер нижнего креста («рыбка»)
В'П' · ВЛ · В'П · ВЛ' — перестановка углов 3 слоя
Первые два этапа можно было бы и не описывать, т.к. собрать первый слой довольно легко «интуитивно». Но, тем не менее, постараюсь описать всё досконально и на пальцах.
1 этап - крест первого слоя («верхний крест»)
Итак, Кубик полностью разобран. На самом деле не полностью. Отличительной особенностью классического Кубика является его конструкция. Внутри расположена крестовина (или шар), которая жёстко соединяет центры. Центр определяет цвет всей грани Кубика. Поэтому 6 центров всегда уже стоят на своих местах! Для начала выбираем верх. Обычно сборку начинают с белого верха и зелёного фронта. При нестандартной окраске выбирайте как удобнее. Держим Кубик так, чтобы верхний центр («верх») был белого цвета, а передний центр («фронт») - зелёного. Главное при сборке - это помнить, какого цвета у нас верх, а какого фронт, и при вращении слоёв случайно не повернуть весь Кубик и не сбиться.
Наша цель - найти ребро с цветами верха и фронта и установить его между ними. В самом начале ищем бело-зелёное ребро и ставим его между белым верхом и зелёным фронтом. Назовём искомый элемент «рабочим кубиком» или РК.
Алгоритм такой: найти РК, выгнать его на нижний слой, затем вращая нижний слой поставить РК перед собой на передней грани, и вращая фронт загнать РК снова наверх. Повторить это для всех кубиков верхнего креста. Не оптимально, но просто. (Оптимальные формулы можно посмотреть здесь).
Итак, приступаем к сборке. Верх белый, фронт зелёный. Оглядываем Кубик со всех сторон, не отпуская его, не перебирая в руках и не вращая слоёв. Ищем РК. Он может располагаться в любом месте. Нашли. После этого, собственно, и начинается сам процесс сборки.
Если РК в первом (верхнем) слое, то двойным поворотом внешнего вертикального слоя, на котором он находится, «выгоняем» его вниз на третий слой. Аналогично поступаем, если РК находится во втором слое, только в этом случае выгоняем его вниз не двойным, а одинарным вращением.
Выгонять желательно так, чтобы РК оказался цветом верха вниз, тогда его будет проще установить на место. Выгоняя РК вниз, нужно помнить об уже стоящих на месте рёбрах, и если какое-то ребро было затронуто, то надо не забыть вернуть его потом на место обратным вращением.
После того, как РК оказался на третьем слое, вращаем низ и «подгоняем» РК под центр фронта. Если РК уже на третьем слое, то просто ставим его перед собой снизу, вращая нижний слой. После этого поворотом Ф2 ставим РК на место.
После того как РК оказался на месте, может быть два варианта: либо он правильно повёрнут, либо нет. Если он повёрнут правильно, то всё ОК. Если повёрнут неправильно, то переворачиваем его формулой ФВ'ПВ [1]. Если РК «выгонять» правильно, т.е. цветом верха вниз, то эту формулу применять практически не придётся.
Переходим к установке следующего ребра. Не меняя верха, меняем фронт, т.е. поворачиваем Кубик к себе новой стороной. И вновь повторяем наш алгоритм до тех пор, пока все оставшиеся рёбра первого слоя не окажутся на месте, образуя на верхней грани белый крест.
В процессе сборки может оказаться так, что РК уже стоит на месте или его можно поставить на место (не разрушая уже собранного) не выгоняя сначала вниз, а «сразу». Ну и хорошо! Крест в таком случае соберётся быстрее!
Итак, уже 10 элементов из 26 стоят на месте: 6 центров на месте всегда и 4 ребра мы только что поставили.
2 этап - углы первого слоя
Цель второго этапа - собрать весь верхний слой, установив дополнительно к уже собранному кресту четыре угла. В случае креста мы искали нужное ребро и ставили его спереди вверху. Теперь же наш РК - это не ребро, а угол, и ставить мы его будем спереди вверху справа. Для этого будем поступать так же, как на первом этапе: сначала найдём его, затем «выгоним» его на нижний слой, затем поставим спереди внизу справа, т.е. под нужным нам местом, а после этого загоним наверх.
Есть одна прекрасная и простая формула. У неё даже есть «умное» название - "зет-коммутатор": (П'Н' · ПН) [2] Z-коммутатор. Её надо запомнить.
Ищем элемент, с которым будем работать (РК). В правый верхний ближний угол должен встать угол, имеющий такие же цвета, как и центры верха, фронта и права. Находим его. Если РК уже на месте и правильно повёрнут, то поворотом всего Кубика меняем фронт, и ищем новый РК.
Если РК находится в третьем слое, то вращаем низ и подгоняем РК под нужное нам место, т.е. спереди внизу справа.
Крутим Z-коммутатор! Если угол не встал на место, либо встал, но неправильно повёрнут, то крутим Z коммутатор ещё раз, и так до тех пор, пока РК не окажется вверху на месте и правильно повёрнутый. Иногда нужно крутить Z-коммутатор до 5-ти раз.
Применяем этот алгоритм для оставшихся углов. В результате получим полностью собранный первый слой Кубика! Кубик уже на треть собран!
Некоторое время полюбуемся на эту красоту и перевернём Кубик так, чтобы собранный слой оказался внизу. Зачем это надо? Нам скоро будет нужно приступать к сборке второго и третьего слоёв, а первый слой уже собран и мешается сверху, закрывая собой все интересующие нас слои. Поэтому и перевернём их вверх, чтобы лучше видеть всё оставшееся и несобранное безобразие. Верх и низ поменялись местами, право и лево тоже, а вот фронт с тылом остались те же. Верх теперь жёлтый. Приступаем к сборке второго слоя.
Хочу предупредить, с каждым шагом Кубик приобретает более собранный вид, но когда крутишь формулы, то уже собранные стороны размешиваются. Главное - не паниковать! По окончании формулы (или последовательности формул) Кубик снова соберётся. Если, конечно, соблюдать главное правило - в процессе вращения нельзя крутить весь Кубик, чтобы случайно не сбиться. Только отдельные слои, как написано в формуле.
3 этап - второй слой
Итак, первый слой собран, и он внизу. Нам нужно поставить 4 ребра 2-го слоя. Они сейчас могут находиться как на втором, так и на третьем (теперь уже верхнем) слое.
Выбираем на верхнем слое любое ребро без цвета верхней грани. Теперь оно будет нашим РК. Вращая верх, подгоняем РК так, чтобы он совпал по цвету с каким-нибудь боковым центром. Поворачиваем Кубик так, чтобы этот центр стал фронтом.
Теперь есть два варианта: наш рабочий кубик нужно переместить вниз на второй слой либо налево, либо направо.
Для этого есть две формулы:
Если вдруг РК уже оказался во втором слое не на своём месте, либо на своём, но неправильно повёрнутый, то «выгоняем» его любым другим, используя одну из этих формул, а затем снова применяем этот алгоритм.
В результате имеем два собранных слоя! 66% готово :)
(Если хочется немного оптимизировать сборку первых двух слоёв, можно использовать вот эти алгоритмы.)
4 этап - крест третьего слоя («нижний крест»)
Цель этого этапа - собрать крест последнего несобранного слоя. Хотя несобранный слой сейчас наверху, крест называют «нижним», потому что в исходном состоянии этот слой находился внизу.
Вначале мы будем разворачивать рёбра так, чтобы они все стали обращены вверх цветом, совпадающим с цветом верха. Если они уже все повёрнуты вверх так, что вверху получился одноцветный плоский крест, переходим к перемещению рёбер. Если же кубики повёрнуты неправильно, будем их переворачивать. Может быть несколько случаев ориентации рёбер:
А) все неправильно повёрнуты
Б) два соседних неправильно повёрнуты
В) два противоположных неправильно повёрнуты
(Других вариантов быть не может! т.е. не может быть так, чтобы осталось перевернуть только одно ребро. Если два слоя кубика собраны, а на третьем осталось перевернуть нечётное число рёбер, то можно дальше не париться, а идти за отвёрткой.)
Запоминаем новую формулу: ФПВ · П'В'Ф' [5]
В случае А) крутим формулу [5] и получаем случай Б).
В случае Б) поворачиваем Кубик так, чтобы два правильно повёрнутых ребра были слева и сзади, крутим формулу [5] и получаем случай В).
В случае В) поворачиваем Кубик так, чтобы правильно повёрнутые ребра стояли справа и слева, и, опять же, крутим формулу [5].
В результате получаем «плоский» крест из правильно ориентированных, но стоящих не на своих местах рёбер. Теперь нужно из плоского креста сделать правильный объёмный, т.е. переместить рёбра.
Запоминаем новую формулу: ПВ · П'В · ПВ'2 · П'В [6] («рыбка»).
Крутим верхний слой так, чтобы хотя бы два ребра встали на свои места (цвета их боковушек совпали с центрами боковых граней). Если все встали на свои места, то крест собран, переходим к следующему этапу. Если не все на месте, то может быть два случая: либо два соседних на месте, либо два противоположных на месте. Если на месте противоположные, то крутим формулу [6] и получаем на месте соседние. Если на месте соседние, то поворачиваем Кубик так, чтобы они были справа и сзади. Крутим формулу [6]. После этого рёбра, которые были не на месте, поменяются местами. Крест собран!
NB: небольшое замечание насчёт «рыбки». В этой формуле используется вращение В'2, то есть верх вращаем против часовой стрелки два раза. В принципе, для Кубика Рубика В'2 = В2, но лучше запомнить именно В'2, потому что эта формула может пригодиться для сборки, например, мегаминкса. А вот в мегаминксе В'2 ≠ В2, так как один поворот там не на 90°, а на 72°, и В'2 = В3.
5 этап - углы третьего слоя
Осталось установить на места, а потом правильно повернуть четыре угла.
Запоминаем формулу: В'П' · ВЛ · В'П · ВЛ' [7].
Смотрим на углы. Если они все на месте и осталось только их правильно повернуть, то смотрим следующий абзац. Если ни один угол не стоит на месте, тогда крутим формулу [7], при этом один из углов точно встанет на место. Ищем угол, который стоит на месте. Поворачиваем Кубик так, чтобы этот угол стоял сзади справа. Крутим формулу [7]. Если при этом кубики не встали на свои места, то крутим формулу [7] ещё раз. После этого все углы должны стоять на своих местах, осталось их правильно повернуть, и Кубик будет почти собран!
На этом этапе остаётся либо три кубика повернуть по часовой, либо три против часовой, либо один по часовой и один против часовой, либо два по часовой и два против часовой. Других вариантов быть не может! Т.е. не может быть так, чтобы осталось перевернуть только один угловой кубик. Или два, но оба по часовой стрелке. Или два по часовой, а один против. Правильные комбинации: (- - -), (+ + +), (+ -), (+ - + -), (+ + - -). Если два слоя собраны правильно, на третьем слое собран правильный крест и получилась неправильная комбинация, то опять же можно дальше не париться, а идти за отвёрткой (читайте ниже). Если же всё верно, читаем дальше.
Вспоминаем наш Z-коммутатор (П'Н' · ПН) [2]. Поворачиваем Кубик так, чтобы неправильно ориентированный угол был спереди справа. Крутим Z-коммутатор (до 5-ти раз), пока угол не повернётся правильно. Далее, не меняя фронта, вращаем верхний слой так, чтобы спереди справа оказался очередной «неправильный» угол, и вновь вращаем Z-коммутатор. И так поступаем, пока не развернутся все углы. После этого повернём верхний слой так, чтобы цвета его граней совпали с уже собранными первым и вторым слоями. Всё! Если у нас был обычный шестицветный кубик, то он уже собран! Осталось повернуть Кубик исходным верхом (который сейчас снизу) вверх, чтобы получить исходное состояние.
Всё. Кубик собран!
Надеюсь, что это руководство Вам пригодится!
6 этап - Вращение центров
Многие задают вопрос: «Я делаю всё, как написано в алгоритме, а кубик всё равно не собирается. Почему?» Обычно засада поджидает на последнем слое. Два слоя собираются легко, а вот третий - ну никак. Всё размешивается, начинаешь заново собирать, снова два слоя, и снова при сборке третьего всё размешивается. Почему так может быть?
Есть две причины - очевидная и не очень:
Очевидная. Вы не точно следуете алгоритмам. Достаточно сделать один поворот не в ту сторону или пропустить какой-то поворот, чтобы размешался весь Кубик. На начальных этапах (при сборке первого и второго слоёв) неправильный поворот не очень фатален, но при сборке третьего слоя малейшая ошибка приводит к полному размешиванию всех собранных слоёв. Но если точно следовать вышеописанному алгоритму сборки, то всё должно собраться. Формулы все проверены временем, ошибок в них нет.
Не очень очевидная. И скорее всего дело именно в этом. Китайские производители делают Кубики разного качества - от профессиональных чемпионских кубиков для скоростной сборки до разваливающихся в руках при первых же вращениях. Что обычно делают люди, если Кубик развалился? Да вставляют обратно вывалившиеся кубики, и не парятся о том, как они были ориентированы и на каком месте стояли. А так делать нельзя! Вернее, можно, но вот вероятность после этого собрать Кубик Рубика будет крайне мала.
Если Кубик развалился (или как говорят спидкуберы, «помпанул»), и его неправильно собрали, то при сборке третьего слоя скорее всего возникнут проблемы. Как решить эту проблему? Снова его развалить и собрать правильно!
На кубике с собранными двумя слоями нужно аккуратно плоской отвёрткой или ножом поддеть крышечку центрального кубика третьего слоя, снять её, маленькой крестовой отверткой открутить шуруп, не потерять при этом пружинку, надетую на шурупе. Аккуратно вытащить угловые и бортовые кубики третьего слоя и вставить их правильно цвет к цвету. В конце вставить и прикрутить открученный ранее центральный кубик (сильно не затягивайте). Покрутите третий слой. Если он крутится туго, ослабьте шуруп, если слишком легко - подтяните. Нужно, чтобы все грани крутились с одинаковым усилием. После этого закройте крышечкой центральный кубик. Всё.
Можно не откручивая, повернуть любую грань на 45°, поддеть пальцем, ножом или плоской отвёрткой один из бортовых кубиков и вытащить его. Только делать это надо аккуратно, потому что можно сломать крестовину. Затем по-очереди вытащить нужные кубики и вставить их обратно на свои места уже правильно ориентированными. После того, как всё будет собрано цвет к цвету, надо будет так же вставить (защёлкнуть) бортовой кубик, который в начале и вытаскивали (или какой-нибудь другой, но бортовой, т.к. угловой вставить точно не получится).
После этого Кубик можно перемешивать и спокойно собирать вышеприведённым алгоритмом. И вот теперь уж он точно соберётся! Без таких «варварских» процедур с ножом и отвёрткой, к сожалению, не обойтись, так как если после разваливания Кубик неправильно сложили, собрать его вращениями никак не получится.
PS: если не получается собрать даже два слоя, то вначале нужно убедиться, что хотя бы центры стоят на правильных местах. Возможно, кто-то крышечки центров переставил. В стандартной раскраске должно быть 6 цветов, белый напротив жёлтого, синий напротив зелёного, красный напротив оранжевого. Обычно верх белый, низ жёлтый, фронт оранжевый, тыл красный, справа зелёный, слева синий. Но абсолютно точно взаимное расположение цветов определяют по угловым кубикам. Например, можно найти угловой бело-сине-красный и увидеть, что цвета в нём расположены по часовой стрелке. Значит, если сверху белый, то справа должен быть синий, а спереди красный.
PPS: если же кто-то пошутил, и не просто переставил элементы кубика, а переклеил наклейки, то собрать Кубик вообще нереально, сколько его не разваливай. Никакая отвёртка тут уже не поможет. Надо вычислять, какие наклейки были переклеены, а затем переклеивать их на свои места.
Ну куда уж проще-то? Это один из самых простых алгоритмов. Главное - его понять. Если вы хотите взять первый раз в руки Кубик Рубика и сразу за пару минут научиться его собирать, то лучше отложите его в сторону и займитесь каким-нибудь менее интеллектуальным делом. Любое обучение, в том числе и простейшему алгоритму, требует времени и практики, а также мозгов и усидчивости. Как я говорил выше, этот алгоритм я освоил сам за неделю, когда мне было 7 лет, и я сидел на больничном с больным горлом.
Кому-то этот алгоритм может показаться сложным, потому что в нём много формул. Можете попробовать воспользоваться каким-нибудь другим алгоритмом. Например, можно собрать Кубик, реально используя одну единственную формулу, например тот же Z-коммутатор. Только собирать этим способом придётся долго-долго. Можно взять другую формулу, например, Ф·ПВ'П'В'·ПВП'Ф'· ПВП'В'·П'ФПФ', которая меняет местами попарно 2 бортовых и 2 угловых кубика. И используя простые подготовительные вращения, постепенно собирать кубик, установив на места сначала все бортовые кубики, а затем угловые.
Алгоритмов - огромная куча, но к каждому из них нужно подходить с должным вниманием, и каждый требует достаточно времени на освоение.
NoZDR (x) 2010-2018
Комментарии
Разное
games/golovolomki/algoritmy/3x3x3_nozdr_simple.txt · Последние изменения: 2018/06/27 04:54 — NoZDR
nozdr.ru
Как собрать кубик Рубика (Журнал «Квант» 1983 год)
Наверное, кубик Рубика уже не нуждается в представлении — только «Квант» посвятил ему четыре большие статьи, и даже по телевидению его показывали. А самое главное — наконец, он стал появляться в продаже. Теперь повсюду можно встретить людей (обычно весьма юных), пытающихся собрать кубик — упорно, но не всегда успешно. Вот мы и решили еще раз рассказать, а точнее — показать на картинках как это делается.
Повороты граней мы будем изображать с помощью стрелок в квадрате 3 на 3, изображающем переднюю грань кубика.
Рис. 0. Стрелочные и буквенные обозначения поворотов пяти граней (задняя грань нам не понадобится). Например, буква Ф обозначает поворот передней (Фасад) грани на 90° по часовой стрелке, Ф’ — ее поворот на 90° против часовой стрелки. Ф2 — её поворот на 180°. На этом и следующих рисунках не закрашенные грани кубиков — это грани, цвет которых на данном рисунке мы не желаем фиксировать. Каждый этап сборки задается рисунками, на которых показаны исходное положение кубичное, которые переставляются на этом этапе, последовательность поворотов этого этапа и вид кубика после его завершения.
Договоримся, что при сборке грань с синим центральным квадратом всегда будет у нас верхней. Центральный квадрат противоположной грани в разных экземплярах кубика бывает разным; для определенности будем считать его зеленым. Итак, в результате сборки верхняя грань кубика должна стать у нас синей, нижняя — зеленой. Передней гранью по ходу сборки может служить любая из четырех остальных (боковые) граней.
Если вы хоть немного крутили кубик, вы поняли, что центральные кубики всех граней сразу можно считать стоящими на своем месте (поскольку их взаимное расположение жестко установлено конструкцией кубика), а для каждого из остальных кубиков имеется вполне определенное окончательное положение: каждая грань кубика должна примыкать (по стороне или вершине) к центральному квадрату того же цвета.
Кубик мы будем собирать послойно — сначала нижний слой (первые два шага), потом средний (третий шаг) и, наконец, верхний (последние четыре шага).
Итак, начинаем! Первый шаг.
Нижний крест: устанавливаем нижние реберные кубки. Выберите какой-нибудь реберный кубик с зеленой гранью, не стоящий в окончательном положении, и поворотом боковой грани, в которой он находится, переведите его в верхнюю грань. Пусть вторая грань выбранного кубика – желтая; поворотом кубика сделайте грань с желтым нейтральным квадратом передней и поворотом верхней грани приведите кубик в какое-то из двух исходных положении (рисунок ниже). Действуйте согласно рисунку – выбранный кубик окажется в нужном положении. Устанавливая каждый следующий реберный кубик, нельзя портить уже достигнутое (подумайте, как это сделать!).
Рис. 1. Первый шаг: установка нижнего реберного кубика. В дальнейшем на всех рисунках мы тоже будем переднюю грань изображать желтой (то. есть с жёлтым центральным квадратом, правую — оранжевой, Но, разумеется, на каждом шаге, приводя кубик к исходному положению соответствующего рисунка, вам самим, придется соображать, какую грань принять за переднюю.
Рис. 2. Второй шаг: установка нижнего углового кубика. Второй шаг.
Нижние углы: устанавливаем, нижние угловые кубик (рис, 2). Выберите какой-нибудь угловой кубик с зеленой гранью, находящийся в верхнем слое, и поворотом верхней грани поставьте его точно над его местом в нижнем слое. При этом выбранный кубик займет какое-то из трех исходных положений рисунка 2. Действуйте согласно рисунку — выбранный кубик окажется в нужном положении. Если и верхнем слое не осталось угловых кубиков с зеленой гранью, но в нижнем слое какой-то угловой кубик не стоит в окончательном положении, поверните кубик так, чтобы кубик оказался «передним-правым-нижним», и проделайте любую из операций рисунка 2 — он окажется в верхнем слое.
Рис. 3. Третий шаг: сборка среднего слоя Кубика Рубика. Третий шаг.
Средний слой: устанавливаем средние реберные кубики (рис. 3). Выберите какой-нибудь реберный кубик без синих граней, находящийся в верхнем слое. Поворотом верхней грани приведите кубик в какое-то из двух исходных положений рисунка 3. Действуйте согласно рисунку — выбранный кубик окажется в нужном положении.Если в верхнем слое не осталось реберных кубиков без синих граней, но какой-то из средних реберных кубиков не находится в окончательном положении, поверните кубик так, чтобы этот кубик оказался «передним-правым», и продвигайте любую из операций рисунка 3 — он окажется в верхнем слое.
Рис. 4. Четвертый шаг: ориентирование двух верхних реберных кубиков. Красные стрелки показываю, как они при этом переставляются, что на этом этапе для нас не важно. Четвертый шаг.
Ориентирование верхних реберных кубиков: устанавливаем верхние реберные кубинки синими гранями вверх (рис. 4). Неправильно повернутым и могут быть только два или четыре кубика — поэтому достаточно уметь переворачивать любую пару. В зависимости от того, хотите вы перевернуть пару соседних или пару противоположных кубиков, выполните одну из двух операций рисунка 4 -выбранные кубики перевернутся. (При этом они еще и переставятся.)
Рис. 5. Пятый шаг. Перестановка трех верхних реберных кубиков. Пятый шаг.
Перестановка верхних реберных кубиков: расставляем верхние реберные кубики по своим местам, не переворачивая их (рис. 5). Если один из них уже стоит правильно, а три других надо переставить по направлению часовой стрелки (случай А), поместите кубик в исходное положение рисунка 5 и действуйте согласно рисунку — кубики расставятся по своим местом. В противном случае поверните верхнюю грань так, чтобы какие-то два ее реберных кубика встали правильно. (Это всегда возможно. Почему?) Если два других правильно не встанут, то дальше действуем в зависимости от того, являются ли «правильные» кубики соседними (случай Б или противоположными (случай В). В случае Б поверните верхнюю грань еще на 90° против часовой стрелки — получится случай А. В случае В действуйте согласно рисунку 5, приняв за переднюю любую боковую грань кубика; после этого, повернув верхнюю грань на 90° в нужном направлении, опять придем к А. (Между прочим, случай В встречается в 5 раз реже случая Б – докажите!)
Рис. 6. Шестой шаг. Ориентирование трех верхних кубиков. (При выборе исходного положения кубика, красные стрелки игнорируются). Остается уже немного. Шестой шаг.
Ориентирование верхних кубиков: устанавливаем верхние угловые кубики синими гранями вверх (рис. 6). После пятого шага неправильно повернутыми могут быть два, три или все четыре кубика, В случае трех «неправильных» кубиков поместите кубик в одно из двух исходных положений рисунка 6 и действуйте согласно рисунку — кубик повернется. При этом они еще и переставятся). Если надо перевернуть два иди четыре кубика, расположите, кубик так, чтобы левый верхний угол передней грани был синим и выполните операцию Т’ для случая двух кубиков или Т для четырех. После этого выполните операцию Т, приняв за переднюю соответствующую боковую грянь кубика.
Рис. 7. Седьмой шаг: установка трех верхних угловых кубика. И, наконец. Седьмой шаг.
Перестановка верхних угловых кубиков: расставляем верхние узловые кубики по своим местам, не переворачивая их (рис. 7).После шестого шага либо все верхние угловые кубики встанут правильно, либо один из них встанет правильно, а три других надо циклически переставить, либо асе они будут стоять неправильно. В первом случае асе в порядке — кубик Рубка собран. Во втором случае, в зависимости от того, надо ли переставить неправильные кубики против часовой стрелки или по часовой стрелке, выполните одну из двух операций рисунка 7 — кубики расставятся по своим местам. В третьем случае выполните любую из операций рисунка 7, приняв за переднюю любую боковую грань кубика, — один угловой кубик встанет правильно, и мы получим предыдущий случай).
Все. Можно вздохнуть с облегчением – кубик Рубика собран!
Журнал «Квант» 1983 год (Научно-популярный физико-математический журнал Академии наук СССР и Академии педагогические наук СССР)
kubikru.blogspot.com
Ученые узнали, как собрать кубик-рубик за 20 ходов
Наверняка всем с детства известна знаменитая головоломка, названная по имени своего создателя – Эрнё Рубика. Довольно быстро она завоевала популярность и добралась до самых отдаленных уголков планеты.
Без должной сноровки сложить головоломку не получится, даже проделав сотню манипуляций, но сравнительно недавно специалисты из компании Google Inc. узнали, как собрать кубик-рубик за 20 ходов. Этого феноменального результата им удалось добиться при помощи компьютера, которому была дана задача – проанализировать все возможные комбинации.
Откуда взялся кубик Рубика
В далеком 1974 году венгерский архитектор и преподаватель в Академии прикладного искусства Эрнё Рубик задумался об оптимальном способе познания трехмерного пространства.
Он хотел, чтобы новое изобретение помогло студентам в изучении мира, и однажды ему в голову пришла сенсационная мысль – создать головоломку. Задача, казалось бы, элементарная – поворачивать ряды куба, пока каждая из сторон не станет одноцветной. Но схема сборки кубика-рубика не так проста и может занимать по времени даже несколько часов, так и не дав результата. Студенты оценили интересное изобретение и увлеклись новой игрушкой. В тот момент создатель и не подозревал, что через много лет ученые будут ломать голову, разгадывая головоломку, пока не разберутся, как собрать кубик-рубик за 20 ходов.
Как пришла всемирная популярность
Поначалу оригинальная игрушка не была популяра среди инвесторов. Считалось, что её производство не будет рентабельным, поскольку сборка кубика Рубика может быть интересна только интеллектуалам. Тем не менее, одно небольшое предприятие решилось все-таки вложиться в этот необычный проект, и головоломка стала завоевывать Будапешт.
Через несколько лет Тибор Лакзи, посредник одной из немецких фирм, приехав в город, заинтересовался оригинальной головоломкой, бывшей в то время очень популярной среди горожан. Поняв, что распространение удивительного изобретения по всему миру может принести огромные прибыли, он решился продвигать кубик-рубик. Для начинающих бизнесменов Лакзи и Рубика основной сложностью стал поиск инвесторов. Но благодаря экономическому образованию Тибора и его коммерческой жилке к проекту вскоре был привлечен владелец фирмы Seven Towns Ltd Том Кремер. Он взялся за масштабное производство и распространение, чем помог кубику стать популярным во всем мире.
«Алгоритм Бога»
С 1982 года во многих странах регулярно проходят соревнования, в которых главной задачей участников является скоростная сборка кубика Рубика. Для того чтобы решить головоломку как можно быстрее, недостаточно просто обладать хорошей ловкостью и сообразительностью. Человеку должна быть известна оптимальная схема сборки кубика Рубика, позволяющая затратить как можно меньше усилий. Минимальное число шагов, необходимых для того, чтобы решить поставленную задачу, и есть «Алгоритм Бога».
Многие ученые умы и простые любители пытались найти решение. Одно время считалось, что минимальное число шагов из любой позиции – 18, но позже эта теория была опровергнута. На поиски оптимальной последовательности было затрачено много лет, и только в 2010 году ученым удалось узнать, как собрать кубик-рубик за 20 ходов вне зависимости от того, в каком положении была головоломка до начала сборки. В настоящее время это абсолютный рекорд.
Кто быстрее – машина или человек?
На данный момент самым быстрым из людей является американский школьник Колин Бернс – ему удалось решить головоломку меньше чем за 5,5 секунды. А робот, собранный британскими инженерами из деталей конструктора Lego Mindstorm EV3, справился с этой задачей за 3,253 секунды. Преимущество механизма состоит не только в том, что работа всех его деталей более слаженная, чем действия человека. Ученые подарили ему целых 4 руки, которые позволяют выполнять все операции в 2 раза быстрее.
Как научиться собирать его
Существует не одна стандартная схема кубика Рубика, позволяющая в короткие сроки научиться решать эту оригинальную головоломку. Различные системы сборки позволяют по-разному подойти к вопросу. Какую из них выбрать, решать только вам. Конечно, вряд ли без компьютерных мощностей Google вы узнаете, как собрать кубик-рубик за 20 ходов, но находить простые решения в короткие сроки научитесь. Главное, чтобы вам хватило усидчивости. Никакая методика не поможет без проблем решать головоломку, если вы не готовы потратить свое драгоценное время на обучение.
Но и все свое время отдавать этой игрушке не стоит. Врачи отметили увеличение числа пациентов в психиатрических клиниках после появления кубика Рубика. А травматологи стали регулярно сталкиваться с симптомами, названными впоследствии «синдром Рубика». Проявляется он в виде острых болей в запястьях.
Схема сборки
Существует несколько схем, позволяющих новичкам довольно быстро научиться складывать кубик Рубика. К этой статье прилагается одна из них:
- Для начала нужно собрать крест, концы которого имеют продолжение на соседних гранях. Универсальной методики нет – все приходит с практикой.
- Далее нужно завершить всю сторону, на которой был собран крест, и собрать пояс из деталей вокруг нее. Важно проследить, чтобы каждый пояс был одноцветным.
- Теперь нужно собрать второй пояс и переходить к противоположной стороне кубика.
- Собираем на этой стороне крест так же, как в самом начале.
- Завершаем всю сторону.
- Теперь приводим в порядок углы кубика – делаем так, чтобы цвета на них соответствовали цветам сторон, к которым они повернуты.
- Остается только правильно повернуть детали, имеющие всего по 2 стороны. Кубик собран.
Теперь и вы можете научиться решать одну из самых популярных головоломок в мире. В этом вам поможет универсальная схема кубика Рубика.
fb.ru
Шаг 0 из 7: введение
Освоив эту методику — вы можете собрать «кубик Рубика» меньше, чем за минуту!
Итак, у вас в руках свежеприобретенный кубик Рубика, который вы разобрали и желаете собрать. Собирать кубик вы будете по методике Михаила Ростовикова. Эта методика содержит в себе 15 формул-алгоритмов, взятых из методики скоростной сборки Джессики Фридрих. Эти формулы рассчитаны на сборку 3-го (последнего) слоя. Методика более продвинутая, чем самые базовые варианты, и изучив этот метод — можно быстро перейти на скоростной метод Джессики Фридрих.
Цель сборки (решить головоломку)
Прежде чем начать собирать кубик, очень внимательно прочтите этот материал. От того, как вы его поймете будет зависеть дальнейшее обучение.
Как устроен кубик?
Кубик устроен очень хитро и на первый взгляд кажется, что все его частички как-то друг с другом скреплены. Но это не совсем так. Закреплены только центральные элементы каждой стороны, на них держатся боковые элементы (кубики), а на боковых элементах держатся угловые кубики, причем угловые и боковые элементы ни с чем не соединены. 
Центральные элементы (6 штук) — элементы, стоящие в середине каждой из 6 граней. Заметьте, что как ни вращать кубик, они никогда не меняют своего положения относительно других центральных элементов. Центральный элемент определяет цвет стороны кубика, потому что он не перемещается. Если центральный элемент, желтый — то на этой грани кубика будет именно желтая сторона. Точно так же и для всех остальных цветов. Когда я в объяснениях буду говорить «держите кубик желтой стороной кверху», а она у вас еще не будет собрана, значит, надо держать кубик желтым центром вверх.
Угловые элементы (8 штук) — элементы, стоящие на углах кубика. Имеют три грани, каждая гран своего цвета, они всегда остаются угловыми элементами независимо от вращений.
Боковые (реберные, сторонние) элементы (12 штук) — элементы, стоящие на стороне ребра кубика. Имеют два цвета и всегда остаются боковыми элементами (кубиками). Вы никак не сможете поставить угловой кубик на место бокового или наоборот. Некоторые иногда пытаются так делать…
Также заметьте, что все наклейки, находящиеся на поверхности кубика, всегда остаются на поверхности. Внутрь кубика никакой цвет никогда не уходит! Цвета на любом взятом элементе всегда остаются на своем элементе. Элемент нельзя никак «расщепить» на составляющие. Разве что молотком…
Понятие формулы, алгоритма или последовательности
Алгоритмом называют какую-либо последовательность вращений, при выполнении которой в позиции на кубике что-то меняется. Если проделывать один и тот же алгоритм несколько раз, то через некоторое количество повторов кубик вернется в исходное состояние. Примеры алгоритмов (формул вращений):
П В П’ В’Л В Л В2Ф’ П В П’
Не обращайте внимание, что вы пока ничего не понимаете в этих записях. Как расшифровывать алгоритмы — объясню подробнее чуть ниже. Разговор сейчас про алгоритмы, которые могут быть и длиннее (например 15-16 ходов), а могут быть и коротким, даже одно движение какой-нибудь грани — это тоже алгоритм.
Что такое «послойная методика сборки»?
Это такая методика, где процесс решения кубика разделяется на 3 основные части: первый слой, второй слой и третий слой.
Вид «кубика Рубика» с собранным первым слоем.
Вид «кубика Рубика» с собранными первым и вторым слоем.
Вид «кубика Рубика» с собранными тремя слоями — то есть головоломка решена, кубик собран.
Начальная сторона — сторона с которой начинается решение. Это та сторона, которая собрана целиком, когда решен первый слой. На рисунке, где собран 1-ый слой, она белая. Конечная сторона — сторона, противоположная начальной — в нашем случае желтая. Ну вот, основные понятия вы уже знаете. Сейчас самое время понять, как читать язык вращений «кубика Рубика». Это важно, так как без этого вы ничего не поймете в записях.
Как читать формулы языка вращений «кубика Рубика»?
Язык вращений необходим для того, чтобы сформулировать на бумаге движения граней кубика, и одновременно сделать запись как можно более краткой и четкой. Язык устроен очень просто и через три минуты вы уже будете уметь «читать» на нем написанные алгоритмы и выполнять их.Возьмите кубик в руку и держите его перед собой. Посмотрите на него, подмигните ему и скажите «-Привет кубик Рубика! Я тебя соберууу!». Так вот, у «кубика Рубика» есть шесть сторон, эти стороны кодируются одной буквой.
Стороны «кубика Рубика» в русской и английской нотации
| Ф — фронтальная (передняя) сторонаВ — верхняя сторонаН — нижняя сторонаЛ — левая сторонаП — правая сторонаЗ — задняя сторона | F — front sideU — upper sideD — down sideL — left sideR — right sideB — back side |
Поворот стороны по часовой стрелке шифруется просто как буква, обозначающая эту сторону.П – поворот правой грани кубика Рубика по часовой стрелке. В – поворот верхней грани по часовой стрелке. Л – левой грани. Н – поворот по часовой стрелке нижней грани кубика, если бы вы смотрели на кубик снизу. З – поворот задней грани «кубика Рубика» по часовой стрелке, если бы вы смотрели на кубик сзади. Не запутайтесь!
Направление вращения для любой стороны «кубика Рубика», определяется так, если бы вы смотрели на нужную сторону «в лицо»
Поворот стороны против часовой стрелки шифруется как буква, обозначающая эту сторону и штрих.П’ — поворот правой грани кубика против часовой стрелки. В’ – поворот верхней грани против часовой стрелки. Л’ – левой грани и т.д.
Поворот грани на 180 градусов — это поворот два раза по часовой стрелке или два раза против часовой (что одно и тоже) – шифруется как буква, обозначающая сторону и цифра два.П2 – поворот на 180 градусов правой стороны, В2 – поворот на 180 градусов верхней стороны, Н2 – поворот на 180 градусов нижней грани.
Не ясно? Красивые картинки, для пояснения
П поворот правой стороны «кубика Рубика» по часовой стрелке.
В поворот верхней стороны «кубика Рубика» по часовой стрелке.
З поворот задней стороны «кубика Рубика» по часовой стрелке.
H’ поворот нижней стороны кубика против часовой стрелке.
Л2 поворот левой стороны кубика 2 раза по часовой стрелке.
Теперь, когда вы знаете обозначения поворотов граней кубика — попробуйте самостоятельно прочитать и проделать алгоритм на вашем кубике. Пусть это будет алгоритм:
П В П’ В’
Получилось? Если нет, то давайте сделаем так: сначала правую грань кубика Рубика провернем по часовой стрелке, затем верхнюю по часовой стрелке, потом правую против часовой стрелке, и наконец верхнюю против часовой.
Это был короткий алгоритм, а вот при выполнении длинного алгоритма (длинной формулы) главное помнить, где расположена каждая грань во время выполнения последовательности. Можно очень быстро запутаться, поэтому, вот вам наверно самое главное правило при сборке кубика Рубика:
При выполнении алгоритмов — не вертите кубик в руках, держите его прямо перед собой
Одна тонкость — между цветами сторон и буквой, обозначающей сторону, никакой связи нет. Если вы держите к себе кубик зеленым боком, значит зеленая сторона в данный момент и есть фронтальная. В следующий раз вам нужно применить другой алгоритм, и вы повернули кубик белым боком, то уже белая сторона станет фронтальной.
Это все, теперь мы можем перейти к первому шагу сборки кубика Рубика.
soberi-kubik-rubika.ru
Быстрая сборка кубика Рубика / Хабр
Возможно, многие из читателей задавались вопросом, как людям удаётся собирать кубик Рубика 3×3 за 7 секунд. Если даже предположить, что рекордсмену сильно повезло, то таблица мирового рейтинга по среднему из пяти результатов уже не оставляет сомнений: если больше 80 человек в среднем укладываются в 12 секунд, очевидно они что-то знают. В этом кратком обзоре я постараюсь приоткрыть секреты скоростной сборки. Сразу оговорюсь, что после прочтения этой статьи вы не станете чемпионами: здесь приведены только основные моменты и ссылки на более подробную информацию. Кроме того, даже после изучения метода полностью вам потребуются долгие тренировки для достижения хороших результатов. Зато вы получите неплохое представление о том, как это делается, и при желании будете знать, куда двигаться дальше. Я думаю, при достаточной усидчивости после нескольких месяцев тренировок многие смогут достичь среднего результата в районе 30 секунд. Я буду ссылаться в основном на SpeedSolving Wiki и на Badmephisto. Итак, поехали.Метод CFOP
Наиболее популярным методом скоростной сборки кубика является метод CFOP, он же метод Джессики Фридрих, которая его доработала и популяризовала, хотя свой вклад внесли и другие люди. Если всё делать правильно, в среднем кубик удаётся собрать за 56 ходов (увы не за двадцать). Существуют и другие методы, с помощью которых можно получить неплохие результаты: Petrus, ZZ, Roux и т. д. Они менее популярны и ради краткости мы ограничимся рассмотрением метода CFOP.CFOP — это название четырёх стадий сборки: Cross, F2L, OLL, PLL:
- Cross — сборка креста, четырёх рёберных кубиков на нижней грани;
- F2L (First two layers) — сборка двух слоёв — нижнего и среднего;
- OLL (Orient the last layer) — правильная ориентация кубиков верхнего слоя;
- PLL (Permute the last layer) — расстановка кубиков верхнего слоя.
Cross — крест
Цель стадии — правильно разместить четыре рёберных кубика на одной из граней. С этим справится любой, кто умеет собирать кубик хоть как-то, однако собрать крест за несколько секунд не так тривиально. По правилам соревнований перед сборкой вам даётся 15 секунд на изучение комбинации (inspecting), за которые как минимум надо найти эти четыре рёберных кубика, а хорошо бы и составить в голове полную последовательность ходов. Доказано, что для сборки креста на заранее выбранной грани всегда требуется не больше восьми поворотов (поворот на 180° считается за один), причём восемь крайне редко, да и семь нечасто (среднее чуть меньше шести). На практике, чтобы быстро научиться находить оптимальную последовательность, требуется немало тренироваться.Выбирать грань для сборки креста можно по-разному. Наиболее популярный способ — всегда собирать его на одной и той же грани (часто — на белой). Тогда вы на всех стадиях сборки точно знаете относительное расположение цветов, что облегчает процесс. Некоторые люди собирают первой ту грань, которую легче всего собрать. В среднем это экономит один поворот, однако вам постоянно приходится перестраиваться на другое расположение цветов. Используется также компромиссный вариант — собирать одну из двух противоположных граней (скажем, либо белую, либо жёлтую), тогда набор цветов боковых граней не меняется.
Основная хитрость сборки креста в том, что его надо собирать относительно. К примеру, если вы собираете крест на белой грани и бело-синий рёберный кубик уже на ней стоит белым цветом к белому центру, то вам не так важно, совмещена ли синяя сторона этого кубика с синей гранью. Достаточно поставить бело-зелёный кубик на противоположной стороне, а бело-красный и бело-оранжевый слева и справа. В процессе сборки вы можете крутить белую грань как угодно, а в конце одним движением сразу совместите все боковые центры с кубиками креста. Важно лишь помнить точный порядок цветов на кубике: если смотреть на белую грань, то по часовой стрелке идут синий, красный, зелёный, оранжевый (сзади — жёлтый).
Профессионалы собирают крест на нижней грани. Новичкам это кажется трудно, так как почти не видно, что ты собираешь, однако это даёт большое преимущество при переходе к следующему этапу: вам не надо тратить время на переворачивание кубика, и вы в процессе сборки креста можете заметить расстановку кубиков, нужных для сборки F2L и наметить план дальнейшей сборки.
Некоторые продвинутые хитрости сборки креста описаны в этом видео.
F2L — первые два слоя
Пожалуй, наиболее длинная стадия, цель которой — собрать полностью два слоя: слой с крестом и промежуточный слой. По сути дела вам нужно расставить на места восемь кубиков: четыре угловых нижнего слоя и четыре рёберных боковых в среднем слое. В отличие от методов сборки для начинающих пара (столбик) из углового и рёберного кубика собирается сразу же (то есть надо собрать четыре таких пары). В зависимости от первоначальной расстановки кубиков пары вам нужно применить тот или иной алгоритм (последовательность поворотов). Всего таких алгоритмов больше 40, можно их просто вызубрить, однако почти все они выводятся интуитивно. Есть два простейших случая, когда пара собирается в три движения: Ещё два случая зеркальны к этим. Все остальные нужно свести к одному из этих четырёх. На это нужно максимум 8 ходов, то есть всего потребуется не больше 11 ходов на столбик. Возможно, вы найдёте не самый оптимальный способ, однако если сперва научитесь интуитивно собирать любую комбинацию хоть как-то, отдельные случаи потом можно посмотреть в шпаргалках.Основная сложность этапа в том, чтобы быстро находить парные кубики. Они могут находиться в 16 различных местах: 8 мест в последнем слое и 8 в столбиках. Столбики просматривать сложнее, а чем меньше столбиков у вас собрано, тем больше шансов, что в несобранных находятся нужные вам кубики. Если вы при сборке креста не обращали внимания на кубики для F2L, при переходе к этому этапу вы можете потерять много времени просто на поиск. Также не всегда разумно начинать с первой найденной пары: возможно, она собирается длинным алгоритмом, а если начать с другой, то в процессе первая перестроится в более удачную комбинацию.
OLL — ориентация последнего слоя
На этом этапе кубики последнего слоя ориентируются так, чтобы последняя (в нашем случае — жёлтая) грань оказалась собранной. При этом неважно, что кубики по сути не стоят на своих местах: этим мы займёмся на последнем этапе.Существует 57 различных исходных ситуаций, для каждой из которых есть свой алгоритм сборки, от 6 и где-то до 14 ходов. Необходимо не только выучить все эти алгоритмы, но и быстро идентифицировать, какой из них необходимо применить на данный момент. Вот пример одного из OLL: Слева на картинке изображена исходная ситуация с точностью до поворота (предполагается, что мы собираем жёлтую грань). Чтобы применить эту OLL, должны совпасть расположения жёлтых квадратиков не только на верхней грани, но и на боковых (квадратики остальных цветов игнорируем). Не всегда требуется сличать кубик со схемой полностью, надо лишь сличить достаточно квадратиков, чтобы отличить от остальных комбинаций. Справа приведено два алгоритма (кому-то удобнее делать один, кому-то другой) в стандартной нотации, внизу номер OLL и вероятность его выпадения. Почти все выпадают с вероятностью 1/54, некоторые с 1/108 и две с вероятностью 1/216 (включая счастливую комбинацию, когда OLL собралась сама).
Начинающим заучивать 57 комбинаций может показаться пыткой, поэтому придуман упрощённый, но более медленный вариант — 2-look OLL. В этом случае OLL разбивается на два этапа, сперва собирается крест, а затем углы. Тут надо заучить лишь 10 алгоритмов (3 для креста, 7 для углов). Набравшись опыта в 2-look OLL, можно неспеша взяться за изучение полного набора. При этом 2-look в любом случае пригодятся: во-первых, они все есть в полном наборе (скажем, если крест собрался сам, то полные OLL совпадают с 2-look OLL для углов), а во-вторых, если вам попался ещё незнакомый OLL, вы можете вернуться к 2-look.
Шпаргалки по OLL (включая 2-look) есть тут или тут, обучающее видео для 2-look OLL вот.
PLL — перестановка последнего слоя
Заключительный этап сборки состоит в том, чтобы расставить кубики последнего слоя на нужные места. Подход примерно аналогичный предыдущему этапу, но комбинаций и алгоритмов здесь меньше, всего 21 (13, если считать зеркальные и обратные за одну). С другой стороны их несколько сложнее опознавать, так как здесь надо учитывать разные цвета, причём цвета на схеме могут не совпадать с вашими цветами (с точностью до циклической перестановки): Стрелками обозначены кубики, которые переставляет данный PLL. Вероятности большинства комбинаций — 1/18, изредка 1/36 и 1/72 (включая счастливый случай, когда ничего делать не надо).Опять же предлагается упрощённый вариант — 2-look PLL, когда сперва расставляются углы (две комбинации), а потом центры (четыре комбинации), их довольно легко выучить.
Шпаргалки по PLL (включая 2-look) есть тут или тут, обучающее видео для 2-look PLL тут.
Кубик и смазка
Даже изучив в совершенстве приведённый метод, вы не достигнете хороших результатов с плохим кубиком. Грани кубика должны легко вращаться толчком одного пальца, при этом он не должен быть слишком разболтан. Слои должны висеть на пружинках так, чтобы не до конца повёрнутый один слой не мешал продолжать вращение в другом направлении (в разумных пределах, конечно). У правильного кубика центральные квадратики можно вытащить и подкрутить болты, что находятся под ними. В обычных магазинах сложно найти хороший кубик, рекомендуют заказывать по интернету, например, тут.Для достижения наилучших результатов кубик необходимо смазывать. Иногда смазка идёт в комплекте с кубиком, либо покупается отдельно. Подходит силиконовая смазка, которую можно купить в автомагазинах.
Вращения кубика
Вращение всего кубика в руках (а не отдельных граней) отнимает существенное время, поэтому при сборке его стараются как можно сильнее избегать. Скажем, на этапе F2L порой проще собирать столбик в дальнем от себя углу, не видя его, чем поворачивать кубик этим столбиком к себе. На этапе OLL, чтобы повернуть кубик так, как в схеме алгоритма, достаточно покрутить верхний слой, а не крутить весь кубик целиком — это быстрее (положение верхнего слоя относительно нижних на этом этапе не важно).Look ahead — заглядывание вперёд
После завершения очередного этапа вы должны без паузы переходить к следующему. Пока вы на автомате выполняете очередной алгоритм, у вас голова свободна. Используйте это время, чтобы найти кубики, важные для следующего этапа, и понять, какой из алгоритмов вам придётся использовать дальше.Fingertricks
Также ключ к значительному ускорению сборки — это fingertricks, умелое использование всех пальцев для вращения. Некоторые частоиспользуемые комбинации выполняются молниеносно, 5 поворотов в секунду и выше, если правильно использовать пальцы. Обратите внимание: не всегда более короткий алгоритм делать быстрее; может оказаться. что придётся делать неудобные повороты. У BadMephisto несколько видеозаписей посвящено fingertricks, например, тут рассказывается про F2L.Практика
Без длительных тренировок ничего не выйдет. Приготовьтесь, что кубик придётся собирать тысячи раз.habr.com
| ПСИХОЛОГИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ А ВСЕ-ТАКИ, КАК ЕГО СОБРАТЬ? «Невозможно иметь изолированный кварк (или антикварк). Кварки не могут существовать свободно, но они могут существовать объединенными в группы: пара кварк-антикварк является мезоном, а трио кварков с целым зарядом является барионом... Возникает вопрос: какая последовательность операций приведет к мезону или бариону, если известно, что возможными являются комбинации кварков исключительно с целой величиной суммы поворотов?..» Приведенная цитата — не из статьи об элементарных частицах, она взята из статьи о головоломном «венгерском кубике», напечатанной в научно-популярном журнале «Сайентифик американ». «Головоломку века» не обошел своим вниманием, пожалуй, ни один научно-популярный журнал — ни «взрослый», ни «детский». С одной стороны, терминология новейшей физики, употребление понятий математической теории групп, а с другой — соревнования школьников на быстрейшую сборку кубика (эти соревнования даже промелькнули небольшим сюжетом по первой программе центрального телевидения). С одной стороны, наглядная модель для демонстрации сложнейших математических понятий, с другой — демонстрация виртуозного владения геометрическим воображением и логическим мышлением: школьники на ваших глазах собирают куб всего за 30 секунд! (Рекорд — 25,79 сек.). Мне показалось, что ребята с таким же успехом могли бы «работать» и с закрытыми глазами. Нам, конечно, далеко до них, но от этого головоломка не становится менее интересной. Тем более что ею можно заниматься, ставя все новые и новые задачи. Однако прежде всего попробуем выполнить просьбу многих читателей: дать последовательные этапы «сборки» кубика. Определились два совершенно различных подхода к сборке: «абстрактный» и «конкретный». В первом случае используются многоходовые процессы, которые, казалось бы, не вносят порядка в хаотически разбросанные кубики до последних нескольких ходов. Так поступает М. Тэйстлетуайт — специалист по прикладной математике из Лондона. Он использовал «идеи математической теории групп для компьютерных исследований так называемых превращений особого рода». Вместо того чтобы поставить на свое место, или, как говорят еще, «посадить в седло» определенные классы кубиков, он делает «спуск через подгруппы». Как это он делает, мы не знаем, но суть в том, что сначала с полной свободой делают несколько ходов-поворотов и останавливаются на таких типах ходов, которые впредь будут возможны (разрешены), затем делается еще несколько ходов и опять следует закрепление на каком-либо типе ходов и так далее, пока ограничения не станут такими, что ходов больше сделать нельзя. Это и есть момент полной сборки куба. Подобное объяснение, пожалуй, сродни известному рассуждению математика о том, как поймать льва в пустыне: «Возьмем пустыню. Поделим ее на две части. В одной— лев, в другой —нет. Ту, в которой лев, снова поделим на две части и так далее, пока область со львом не станет настолько мала, что делить и отбрасывать уже будет нечего: тут и лев! Сплошная абстракция, но тем не менее «лев» оказывается пойманным: Тэйстлетуайту принадлежит мировой рекорд самого короткого алгоритма приведения куба в порядок — всего 52 поворота. Конкретный или последовательный метод сборки куба более понятен и приемлем для любителей, Д. Макдональд из Стэнфордско-го университета применяет такой метод: сначала собирается верхний слой без одного углового кубика, место которого (седло, гнездо) вместе с двумя другими седлам;; вертикального углового ряда используется в качестве «подъездного пути». Два оставшихся слоя собираются посредством перевода кубиков с «подъездного пути» и обратно на него... Доктор физико-математических наук В. А. Залгаллер (г. Ленинград) дал описание метода, при котором сначала собираются «борта»—12 бортовых кубиков, а затем «углы» — 8 кубиков. И, наконец, есть еше метод послойной сборки куба, суть которого состоит в том, что сначала собирается верхняя грань (верхний слой), затем средний слой и, наконец, нижний. После завершения каждого процесса беспорядок уменьшается. Мы получаем ряд последовательно фиксированных состояний куба с постоянно наблюдаемым приближением к упорядоченному состоянию. Но прежде чем перейти к описанию этого алгоритма — несколько замечаний. В статье «Венгерский кубик» («Наука и жизнь» № 3, 1981 г.) мы просили читателей придерживаться в переписке системы обозначений, принятой в журнале. Эта система международная, она нам кажется простой и удобной как для запоминания, так и для записи. Вместе с тем многочисленные зарубежные публикации, а также почта наших читателей позволили внести в систему обозначений некоторые усовершенствования и дополнения. Так, вместо индекса «—1», отмечающего левое вращение грани (против часовой стрелки), будем употреблять индекс «штрих» «'», то есть Ф-1 = Ф'. Рационально во многих случаях отмечать операцию «вращение среднего слоя» С. Например, Сп — вращение среднего слоя со стороны правой грани. Эту операцию удобно выполнять так. Правой рукой поворачиваем на 90° по часовой стрелке сразу Два слоя, два «ломтика» — правый и средний, а затем возвращаем на место один правый слой, сделав поворот П'. В результате средний ломтик окажется повернутым на 90° по часовой стрелке. Таким же образом выполняется С-поворот со стороны любой другой грани. Процессы ПЛ', ВН' и подобные им, по сути дела, тоже являются поворотом среднего слоя, но с сохранением ориентации центрального кубика и ориентации куба. Иначе говоря, Сп = П'Лх, а С'п = Л'Пх', где х — элементарная операция «поворота куба на 90° по оси X». Очень наглядна и удобна матричная форма записи процессов, где элементарные операции-повороты изображаются рисунками фасадной грани, с соответствующими стрелками. Ячейки матрицы можно использовать при этом для дополнительных пометок. А теперь собственно о методе послойной сборки. Мы изложим его, ориентируясь на программу, получившую наибольшее распространение. Первый этап — «верхний крест». На свои места устанавливаются четыре бортовых кубика, принадлежащих верхнему слою. Сориентируем куб так, чтобы впереди оказалась выбранная вами грань, и зафиксируем это. Расположение бортового кубика, принадлежащего фасадной и верхней граням в кубе (кубик фв), может быть сведено к пяти основным ситуациям. Сориентировав куб надлежащим образом, выводим нужный кубик на фасадную грань и одной из пяти приведенных операций переводим его на свое место. Выберем для начала фасад синий, верх белый. Тогда справа будет, например, оранжевая грань, слева — красная, сзади — зеленая (цвет зависит от фабричной расцветки куба). Первым кубиком фв, поставленным на место, будет кубик сб — си-не-белый. Затем, согласно формулам приведенных операций, ставятся на свои места кубики об, кб и зб оранжевой, красной и зеленой граней. Результатом первого этапа будет крест на верхней грани куба, составленный из четырех бортовых кубиков и центрального кубика грани. Второй этап—«углы верхнего слоя», или просто «углы». Ставим на место кубики фвп, фвл, твп и твл. Выводим на фасадную грань в левый нижний угол нужный кубик, например, фпв — сине-оранжево-белый. Он может занять одно из трех возможных положений. Соответствующим процессом переводим кубик в правый верхний угол. Он займет там свое место и будет правильно ориентирован. Точно так же поступаем, выбрав в качестве фасадной грани не синюю, а оранжевую, зеленую или красную. Верхний слой будет собран полностью. Третий этап — «пояс» — сборка среднего слоя. Ставим на место его бортовые кубики. В нашем примере, когда вверху белая грань, фасад синий, правая грань оранжевая, это будут кубики: сине-оранжевый, сине-красный, оранжево-зеленый и краснозеленый. Поворачивая нижний слой, приведем куб к одной из двух стандартных ситуаций, показанных на рисунке: перемещаемый кубик занимает место фн. Обратите внимание: цвет его фасадной грани должен совпадать с цветом центрального кубика фасадной грани куба. В зависимости от того, какого цвета грань оказалась внизу, переводим этот кубик направо или налево на грань соответствующего цвета одной из двух указанных операций. Может" оказаться, что все четыре искомых кубика находятся в среднем слое, но неправильно ориентированы. В этом случае теми же операциями сначала переводим их в нижний слой, а затем и на свое место. Четвертый этап — «крест для нижней грани». Для удобства перевернем куб собранным слоем вниз. Сверху окажутся все кубики несобранного слоя, но не на своих местах. Подберем сначала бортовые кубики". В нашем примере это кубики жс, жо, жз, жк — желто-синий, желто-оранжевый, желто-зеленый и желто-красный. Возможно использование различных процессов, но с одним ограничением: не разрушать уже собранные два слоя. Такому ограничению соответствуют, например, два процесса, один из которых меняет местами два кубика, а другой — переворачивает нужный кубик. В первом случае два указанных на рисунке кубика не только меняются местами: один из них (верхний левый) еще и переворачивается, меняя ориентировку. Если верхняя грань желтая, фасад синий, слева — оранжевая грань, то в ситуации «впереди кубик оранжево-желтый (желтой гранью вверх), а слева вверху желто-синий (синяя грань вверху)», этот процесс поставит оба кубика на свои места. При этом будут затронуты еще 4 кубика того же слоя, но на данном этапе это не должно нас волновать. Однако здесь надо заметить: выбор цвета фасадной грани (ориентация куба) перед началом четвертого этапа производится с учетом того, что кубик тв остается на месте, а кубик пв, оставаясь на месте, меняет ориентировку. Кубики фв и лв меняются местами, причем фв сохраняет ориентацию, а лв «опрокидывается». Возможно, что операции 4-го этапа придется проделать два — четыре раза, пока все 4 кубика не сядут в свои гнезда. При этом может оказаться, что все четыре ориентированы неправильно, или два кубика окончательно стали на свои места, а два других, хоть и займут места в своих гнездах, но будут неверно ориентированы. Правильной ориентации их можно достигнуть с помощью процесса (ПСН)4 Пятый этап — «ориентация бортовых кубиков последней грани». Расположим куб так, чтобы любой из неверно ориентированных кубиков оказался справа вверху (занял гнездо пв). Сделаем 8 указанных поворотов. Кубик должен развернуться и стать правильно. Не огорчайтесь, что нарушился порядок в ниже лежащих слоях: все будет исправлено.-Поверните верхнюю грань (только верхнюю грань, а не весь куб!) так, чтобы место справа вверху занял другой неверно ориентированный кубик, и повторите указанный процесс. Второй кубик займет правильную позицию, а нижние слои вновь будут упорядочены. В результате на верхней грани будет собран крест — бортовые кубики окажутся на своих местах. Проверьте совпадение цвета слоев по всему кубу, возможно, придется повернуть верхнюю грань. Шестой этап — «углы последней грани». В результате предыдущей операции может оказаться, что ни один угловой кубик не займет своего места. Тогда все четыре надо переместить в свои гнезда, пусть и неправильно ориентированно. Этого можно достичь 22-ходовым процессом. Проделайте его. Если ни один кубик при этом еще не уселся в свое гнездо, то следует повторить процесс. Как только вы увидите, что какой-либо угловой кубик сел на свое место и правильно сориентировался, поверните куб так, чтобы этот кубик оказался на тыльной грани слева (см. рис.). Теперь можно снова повторить 22-ходовую операцию один, а возможно, и два раза. Седьмой этап — «ориентация угловых кубиков последней грани». Кубики заняли свои гнезда. Но два из них или даже все четыре могут оказаться несориентированными. Указанный 8-ходовой процесс поворачивает «плохой» кубик, помещенный в правый угол фасадной грани по часовой стрелке на 1/3 оборота, и возможно, что этот процесс придется повторить еще раз. На рисунке это отражено индексом «п». Внимание! Процесс затрагивает все слои куба — не ошибитесь, иначе все придется делать с самого начала. Чтобы развернуть следующий кубик, его надо сначала поворотом одной лишь верхней грани (операцией В', В или В2) поместить в правый верхний' угол фасада и вновь повторить восьмихо'-довку. Теперь остался всего один «плохой» кубик. Поворачивая лишь верхнюю грань, поместите его в правый верхний угол и снова тем же процессом (8 или 8x2 ходов) сориентируйте его. Остался заключительный ход: поворот верхней грани, и все — куб собран. Предложенный алгоритм не единственный. Вот некоторые предложения, взятые нами из читательской почты. Е., Н. и В. Довгошей (г. Ужгород) сообщают, что у них в городе получила распространение такая система упорядочения кубика. (...)
|
sheba.spb.ru
Кубик Рубика: список публикаций | Mechanics of software
Перечислены все известные автору публикации в периодических изданиях и литературе, посвященные головоломке всех времен и народов - кубику Рубика. Многие статьи доступны в электронном виде (коллекция пополняется). Ознакомившись с публикациями, вы сможете собрать кубик Рубика самостоятельно. Но на этом возможности головоломки не кончаются...
В каталоге вращений кубика приведены более короткие алгоритмы, найденные в свое время читателями журнала. Следуя правилу "каждую программу можно сократить хотя бы на одну команду", можно попытаться найти более эффективные алгоритмы. Сборка заданных узоров и комбинаций на кубике (пасьянсы на кубике) также представляет собой нетривиальную задачу. Ведь не все комбинации возможны. Наконец, кроме оригинального кубика Рубика размером 3х3х3 есть его более сложные модификации 4х4х4 и 5х5х5.
Информация, отмеченная двойным знаком вопроса (??) требует уточнения. Для материалов,недоступных для ознакомления, указан текущий статус работ. Буду благодарен читателям за советы, пожелания, помощь в поиске, найденные неточности и любую информацию по другим публикациям.
- Венгерский кубик. И. Константинов, 1981, № 3, стр. 131. Первая публикация по теме.
- А все-таки, как его собрать? И. Константинов, 1982, № 2, стр. 97. Послойный метод сборки куба, обзор почты по предыдущей публикации в № 3, 1981, решения пасьянсов.
- Волшебный кубик 4х4х4. 1983, №4, стр 156. Перевод отрывков из интервью с чемпионом Франции 1981 года по сборке кубика из журнала "Science et vie"
- Собрать кубик? Это несложно! И. Константинов, 1983, №5, стр. 104. Систематизированные таблицы поэтапной (послойной) сборки кубика Рубика. Более короткий метод сборки куба 3х3х3, чем в №2 за 1982. Пасьянсы на кубике.
- Ремонт кубика Рубика. А. Полонский, 1984, №2, стр 138. Совет для тех, кто переусердствовал, вращая кубик.
- Каталог вращений кубика. И. Константинов, 1985, №3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 и 11. Систематизация алгоритмов, поиск кратчайших решений. Переписка с читателями. Пасьянсы на кубике.
- Векторное сложение кубика. И. Константинов, А. Карасев, 1999, №5, стр. 74. Репортаж о сюжете про кубик Рубика в телепередаче "Старая квартира - 1982". Оригинальный способ сборки кубика "в объеме" А. Карасева. Статья в архиве НиЖ
Журнал "Квант"
- Венгерский шарнирный кубик. В. и С. Залгаллер, 1980, №12, стр. 17. Статья в архиве журнала
- Механика волшебного кубика. М. Евграфов, 1982, №3, стр. 20. Статья в архиве журнала
- Алгоритм волшебного кубика. В. Дубровский, 1982, №7, стр. 22. Статья в архиве журнала
- Математика волшебного кубика. В. Дубровский, 1982, №8, стр. 22. Статья в архиве журнала
- Кубик в картинках. В.Дубровский, 1983, №9, стр. 33. Статья в архиве журнала
Журнал "Юный техник"
- Всем кубикам кубик. М. Мыльников, 1982, №7, стр. 64. Основы "кубологии". Как сделать кубик Рубика самому.
- Снова кубик Рубика. Н. Михайленко, 1983, № 2, стр. 68. Оригинальный метод сборки кубика Рубика, не требующий ни формул, ни схем.
Другие издания
- Еженедельник "Собеседник" (приложение к "Комсомольской правде"). Кубик задает вопросы. (автор??), 1985 (??). Пасьянсы на кубике. Переписка с читателями.
Книги
- Школа волшебного кубика. В. Павлинов, Лениздат, 1987. (DjVu 1,2 МБайт, для коллекционеров - есть в бумажном виде).
Другие головоломки
- Додэкаэдр (мегаминкс). Авторское руководство по сборке.
- Молдавская пирамидка (японский тетраэдр). Наука и жизнь 1984, №8, стр. 64. Рекомендации по сборке от изобретателя - инженера А. А. Ордынца из Кишинева (Молдавия).
Архив перечисленных ниже публикаций можно загрузить в сети eMule по ссылке: ed2k://|file|rubics_cube_all_publications_rus.zip|2726563|BA393F3FB01FBC83FA037C318E49BDD5|/
www.arbinada.com
