На главную

OБЪЯBЛEHИЯ :

Статьи / Всё про кубик Рубика - алгоритм сборки

Алгоритм сборки кубика Рубика с помощью СЕМИ комбинаций
Автор : Георгий Терсков
Дата публикации : 2010-12-09 01:15 Посмотреть или добавить комментарии : (0)
Оценка пользователей : 0
Привет всем поклонникам гениального мозголомного изобретения Эрнё Рубика!

Если Вы ещё не умеете, или забыли, как собирать кубик Рубика 3x3 - Вам сюда. Сразу скажу, что когда я придумывал свою "технологию" сборки для начинающих, я стремился к простоте, нежели к скорости сборки, но даже при этом мне удавалось собирать кубик в среднем за 35 сек. Сейчас я использую формулы из метода Фридрих и мой рекорд на сегодня 14.95 сек, а средний результат плавает в районе 25 сек. Ставить рекорды очень удобно с помощью замечательной программки. Rubik's cube Stop-watch

Придумывая алгоритмы, я делал разнообразные, но симметричные ходы до тех пор, пока "разрушения" не становились минимальными. Такое редко, но удавалось, в основном на четвертом, шестом, восьмом и шестнадцатом ходах. Тогда я записывал схему действий и их последствия - т.е. перемещения фишек. В противном случае приходилось собирать кубик в исходное положение, буквально "разобрав" на части так, что последним ходом был закрученный шуруп в центральную фишку одной из сторон, предварительно аккуратно просверленную. Из найденных алгоритмов я выбрал наиболее лёгкие для запоминания.

Позже, когда я научился быстро и разными способами собирать кубик, я решил проверить - описаны ли в Интернете более простые способы сборки. В основном я увидел, конечно, классический подход (сборка по слоям - первый, второй, третий). Его мы и будем использовать, ибо он методичен, четко разделен на этапы и прост для понимания и запоминания. Также был представлен метод сборки "с углов", когда в первую очередь ставят на место угловые фишки, а затем боковые. Мой способ можно использовать и здесь, но это долго и неудобно, хотя, безусловно, тренирует мозг, внимание и память. Но самый мощный напряг мозга происходит при скоростной сборке (рекорд 4.90 секунд принадлежит Лукасу Эттеру (Lucas Etter) из США 22.11.2015 г.). В данном методе необходимо держать в памяти более 150 комбинаций, а также оптимально их применять.

Обычно "новичок" собирает первый слой (иной раз, даже, сторону), иногда доходит до второго, но основная сложность его подстерегает на третьем. Поэтому, чтобы лучше освоить и понять классическую 3-хслойную технику, я предлагаю изучать её наоборот. То есть - берём собранный кубик и начинаем мучить его до тех пор, пока руки не запомнят до полного автоматизма, всего то 5 (пять) - ВСЕГО ПЯТЬ!!! алгоритмов. Именно столько нужно для сборки последнего - третьего слоя.

Ещё одно отступление, и мы приступим. Если Вы уже пробовали собирать кубик, а тем более, если видели, как это делают профессионалы, то должны понять разницу. А заключается она в том, что Вы крутите кубик руками, крутите руки вокруг кубика, и то и другое одновременно, при этом производя жуткое количество лишних движений, к которым Ваше тело привыкает, а это неправильно. У профессионала редко двигается кисть - в основном происходят резкие движения пальцами и создаётся впечатление, что кубик стоит на месте, а вращаются только грани. Я предлагаю сразу привыкать именно к таким движениям типа "пинка" пальцем по грани. Возможность для такого движения будет не всегда, но при любом удобном случае её нужно использовать, если мы, конечно, хотим оптимизировать и ускорить сборку. Старайтесь перед собой всегда держать одну сторону, чтобы не запутаться. Если от резких движений кубик разваливается, то у Вас неправильный кубик - надо его заменить. Самый дешёвый вариант - китайский кубик из белой пластмассы (обычно продаётся в подземных переходах - цена 75 руб.), но крутится какое-то время достаточно легко и не разваливается. Чтобы он и дальше "летал", стоит приобрести смазку на силиконовой основе (ПМС-100, ПМС-200) и капать по 2-4 капли в разные места - хватит примерно на 50 сборок.

Обозначения в формулах, описывающих алгоритмы, просты и интуитивно понятны:
F - front - та сторона, что перед глазами;
B - back - противоположная F;
R - right - правая;
L - left - левая;
U - up - верхняя;
D - down - нижняя.
Если нет штриха ' - вращаем по часовой стрелке, иначе наоборот.
Если буква маленькая r=MR, f=MF, u=MU - речь идёт о центральной плоскости. Например, r=MR находится между R и L.
(...)2 - делаем последовательность дважды.
W - вместе со средним слоем.

Итак, давайте освоим самый простой из пяти алгоритм, а главное, поймем и запомним, что происходит, а именно, - противоположные боковые детальки меняются местами одновременно в двух противоположных плоскостях.

1. Перестановка 2-х пар боковых в противоположных плоскостях:
(r2 U2)2

Повторив это движение, Вы вернете всё в исходное состояние.

ВИДЕО
ФЛЭШ ПЛЕЕР ОТСУТСТВУЕТ...


АППЛЕТ

Не удивляйтесь, что изменения происходят в первом и третьем слоях, хотя мы хотели изменять только третий. Позже я объясню, почему это неважно.

Отрабатывая движения очень медленно, плавно и многократно, можно развить "память" рук до такой степени, что скорость выполнения алгоритма становится поистине бешеной. Старайтесь также между двумя смежными поворотами "скашивать" углы, как бы не закончив один поворот, начинайте другой - за счёт пружин это возможно.

2. Поворот 2-х противоположных боковых по своей оси:
(r U)4 (U r)4

Обратите внимание на то, что происходит на середине алгоритма. Если при сборке Вам встретится именно такое положение (4 детали перевёрнуты на своих местах - запомните их расположение), то достаточно будет выполнить лишь вторую половину.

ВИДЕО
ФЛЭШ ПЛЕЕР ОТСУТСТВУЕТ...


АППЛЕТ

3. Перемещение 3-х боковых на центральной оси (опять же пока неважно, что не в третьем слое):
r U2 r' U2
Заметьте - чтобы вернуться в исходное положение нужно повторить комбинацию 3 раза. Так же дела обстоят и в следующих двух вариантах.

ВИДЕО
ФЛЭШ ПЛЕЕР ОТСУТСТВУЕТ...


АППЛЕТ

4. Перемещение 3-х угловых по часовой:
U' R' D' R U R' D R


ВИДЕО
ФЛЭШ ПЛЕЕР ОТСУТСТВУЕТ...


АППЛЕТ

5. Поворот по своей оси 3-х угловых по часовой:
U' R2 D R D' R U F2


ВИДЕО
ФЛЭШ ПЛЕЕР ОТСУТСТВУЕТ...


АППЛЕТ

Параллельно можно отрабатывать и зеркальные ходы. То есть, например, если последней комбинацией Вы повернули по своей оси три угловых ПО ЧАСОВОЙ, то можно легко повернуть их и ПРОТИВ ЧАСОВОЙ, совершив обратные движения - сравните:
U' R2 D R D' R U F2
F2 U' R' D R' D' R2 U

ну, или так нагляднее:
U' R2 D R D' R U F2 - F2 U' R' D R' D' R2 U

А теперь - "ключевой" момент. Назовём его ПРЕПОЗИЦИЯ. Слово из лингвистики, но в данной ситуации оно очень хорошо отражает характер необходимых действий.
Вернёмся к алгоритму №1.
Попробуйте перед его выполнением сделать ещё 2 хода:
r2 F, а после него - обратно F' r2.
Т.е. так:
r2 F (r2 U2)2 F' r2

Вот мы и сконцентрировали все изменения в третьем слое с помощью ПРЕПОЗИЦИИ. Теперь с помощью этой мощной штуки мы можем выкручиваться из ЛЮБОЙ ситуации. Главное - из ПОЗИЦИИ создать правильную ПРЕПОЗИЦИЮ и выполнить нужный алгоритм из пяти. Это касается всех комбинаций. Поэтому процесс собирания кубика можно считать творческим и интересным. При этом, по сути, мы используем - повторюсь - всего ПЯТЬ ДОСТАТОЧНЫХ вариантов.


Сборка второго слоя достаточно скучна и предполагает знание всего двух комбинаций:

6. Подстановка бокового из 3-его во 2-ой слой ПРОТИВ ЧАСОВОЙ:
L' F' L' F' L' F L F L


ВИДЕО
ФЛЭШ ПЛЕЕР ОТСУТСТВУЕТ...


АППЛЕТ

7. Подстановка бокового из 3-его во 2-ой слой ПО ЧАСОВОЙ:
R F R F R F' R' F' R'


ВИДЕО
ФЛЭШ ПЛЕЕР ОТСУТСТВУЕТ...


АППЛЕТ

Главное, хорошо отработать движения, чтобы экономить время на данном этапе.

Не забывайте про вариант, когда можно применить схему №3. Во втором слое боковые детали могут расположиться именно так.

Даже если боковушки встанут на свои места неправильно (рис) - не обращайте внимания - потом Вы исправите это алгоритмом №2.



Про первый слой мне не хочется говорить вообще ничего, поскольку он этого не стоит. К тому же, после того, что я делал с Вашим мозгом выше, я просто обязан на нём жениться! В общем, думаю, с первым слоем Вы теперь разберётесь сами!

Желаю удачи и рекордов!