Комбинации для кубика рубика, Как собрать кубик Рубика 3х3: формулы и алгоритм сборки
Да-да, без преувеличений. Всемирная ассоциация спидкубинга [en]. KibaVD 17 августа Вопрос не принят. 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.
Задача игрока заключается в том, чтобы «собрать кубик Рубика»: поворачивая грани куба, вернуть его в первоначальное состояние, когда каждая из граней состоит из квадратов одного цвета. Название «Кубик Рубика» принято в большинстве языков мира, за исключением немецкого и китайского, где распространённым осталось его первоначальное наименование «Магический куб» нем.
В середине х Эрнё Рубик работал в отделе Дизайна интерьера в академии Прикладного искусства в Будапеште. Ему никак не удавалось втолковать студентам математическую теорию групп. Занимаясь группами, Рубик однажды сделал 27 деревянных кубиков, раскрасил каждый в шесть цветов. Неожиданно оказалось довольно трудно сложить из них один куб, чтобы каждая грань была окрашена в свой цвет. Сам Рубик бился над задачей целый месяц хотя сообщается, что первый кубик Рубика был построен как обучающий инструмент, чтобы помочь его студентам понять трехмерные объекты, фактически первоначальная цель Рубика заключалась в решении проблемы структурного перемещения независимых частей.
Но самым сложным оказалось придумать механизм, который состоял из 26 кубиков в центральном не было необходимости и структурного крепления [4]. Первые партии кубиков Рубика были выпущены в конце года для Будапештского магазина игрушек. Игрушкой совершенно случайно заинтересовался [ когда? Увлекающийся математикой Лаци пришёл в восхищение от игрушки и буквально на следующий день прибыл уже в государственную торговую фирму Konsumex и предложил продавать кубик на Западе.
Тогда же он познакомился и с Рубиком. Кремер взялся добиться привлечения интереса к разноцветному чуду. В сентябре года на переговорах в Будапеште был заключён договор с крупной американской компанией Ideal Toy Corporation позже куплена корпорацией CBS на поставку в США одного миллиона кубиков. В процессе переговоров всплыла ещё одна проблема — Кубик был запатентован лишь в Венгрии.
Американцы же могли торговать товарами, авторские права на которые официально зарегистрированы на территории США. Стараниями Лаци и Кремера в январе — феврале года состоялся международный дебют кубика.
Американская премьера состоялась 5 мая в Голливуде , а представляла кубик венгерская кинозвезда Габор. Следующие два года стали временем всемирного помешательства, в связи с дефицитом кубов стали производиться подделки в самых разных странах. Только до конца г. Никаких проблем со сбытом головоломки не было, были проблемы с производством. Венгрия физически не могла делать больше нескольких миллионов штук в год.
В Советский Союз кубик пришёл в г. В году Кубик Рубика получил венгерский национальный приз за лучшее изобретение и выиграл конкурсы на лучшую игрушку в США, Великобритании, Германии, Франции. Популярность головоломки росла. Сложность сборки кубика вызвала к жизни поток специальных изданий по проблеме: было выпущено более 60 книг. От непрерывной многочасовой игры у людей попросту сводило запястья. Во многих ресторанах кубик входил в число обязательных предметов сервировки стола наряду с солонкой и перечницей.
В году в Англии проходит церемония представления кубика принцу Чарльзу и леди Диане тогда же выходит ограниченным тиражом версия, посвящённая их свадьбе , состоявшейся 29 июля , «Royal Puzzle» , головоломка попадает в экспозицию Нью-йоркского музея современного искусства , а годом позже кубик Рубика попадает в Оксфордский словарь.
Под контролем англичан кубик Рубика производится и продаётся во всем мире. Первые оригинальные кубики Рубика были сделаны из цельного пластика. Позже стали производить детали, используя полость внутри. Подавляющее большинство головоломок производится в Китае район Чэнхай города Шаньтоу известен как «мировая фабрика игрушек» [8]. Из центральных и рёберных элементов с внутренней стороны вырезан фрагмент таким образом, что получается полость в виде объединения трёх цилиндров.
Помимо этого, на рёберных и угловых элементах имеются выступы особой формы. Эти выступы образуют фрагмент цилиндра, плотно входящий в полость. Благодаря такой конструкции грани кубика свободно вращаются.
В центре конструкции вместо «невидимого кубика» находится трёхмерная крестовина, на которой свободно вращаются центральные элементы. Все остальные элементы держатся друг за друга, входя выступами в вышеуказанную выемку.
Они отличались от известной нам конструкции и были специально рассчитаны на компоненты из дерева. В этих чертежах пазы преобладали над выступами. Однако тому, кто захотел бы собрать такой кубик, потребовались бы 27 одинаковых кубиков из бука или липы , латунные кольца, а также воск для смазывания граней. Вышеуказанный механизм, чтобы крутиться, требует точной установки граней. Скоростные кубы должны автоматически центроваться, даже если спидкубер сделает ход неточно, и потому устроены несколько по-другому [9].
Кубики имеют выраженные закругления, при этом угловые кубики во избежание проворота имеют угловатую наружную облицовку, а под ней закруглены [10]. Данное число учитывает перестановки, которые могут быть достигнуты поворотами сторон куба, а если учесть также нелегальные состояния, которые могут быть получены при физической разборке куба на детали и сборки обратно, то число состояний станет в двенадцать раз больше:. Однако при сборке кубика ориентацию центральных квадратов практически никогда не учитывают, поскольку на обычных кубиках Рубика нет пометок, которые позволяли бы её отслеживать.
История поиска алгоритма Бога для кубика Рубика началась не позже года, когда открылся список рассылки для любителей кубика Рубика [11]. С тех пор математики, программисты и просто любители стремились найти алгоритм, который бы позволил решать кубик Рубика за минимальное число ходов. Джон Детридж доказали, что каждая конфигурация кубика Рубика может быть решена не более чем в 20 ходов. Таким образом, число Бога в метрике FTM оказалось равно 20 ходам [12].
Люди, увлекающиеся скоростной сборкой кубика Рубика, называются спидкуберами , a сама скоростная сборка — спидкубинг англ. На данный момент одним из самых популярных методов скоростной сборки является метод Джессики Фридрих [14] [15].
Более продвинутые спидкуберы изучают алгоритмы, объединяющие 2 этапа сборки последнего слоя в один. Официальные соревнования по скоростной сборке кубика Рубика регулярно проводятся Всемирной ассоциацией спидкубинга [en] WCA. Каждые два года проходят чемпионаты Европы, Азии, а также чемпионат мира. Действующий мировой рекорд по среднему времени сборки 3 из 5 попыток составляет 4,48 секунды и принадлежит китайскому вундеркинду Ихэн Вану кит.
Первым роботом, собравшим кубик Рубика, стал RuBot II [en] попал в книгу рекордов Гиннеса года [16] ; время сборки — не более 50 секунд. В октябре года робот CubeStormer II [en] , специально собранный из 4 наборов конструктора Lego Mindstorms, побил рекорд человека и собрал кубик за 5,53 секунды [17] [18] рекорд был установлен не в присутствии комиссии WCA, и, следовательно, официальным не является, а неофициальный рекорд, установленный человеком, ещё меньше.
В марте года созданный за полтора года инженерами Дэвидом Гилдэем англ. David Gilday и Майком Добсоном англ. В январе года Джей Флэтленд англ. Jay Flatland и Пол Роуз англ. Paul Rose из Канзаса показали свой компьютер официальному представителю Книги рекордов Гиннесса: системе хватило 0,9 секунды [19].
В январе года специалист по робототехнике Бен Кац Ben Katz и разработчик программного обеспечения Джаред Ди Карло Jared Di Carlo создали робота, который способен собрать кубик Рубика за 0,38 секунды [20].
Помимо обычной сборки шести одноцветных граней кубика Рубика эту головоломку и её варианты используют для получения на них различных узоров. Алгоритмы для некоторых узоров были опубликованы в журнале « Наука и жизнь » ещё на заре распространения кубика Рубика, в году, а сами узоры названы «пасьянсами»: «Шахматный кубик», «Мезон», «Крест Пламмера» и другие [21].
Куб со стороной 4 часто называют мастер-кубом англ. На данный момент самым большим в массовом производстве «не виртуальным» кубиком Рубика является кубик Рубика 21x21x Этот же человек создал кубоид 1x2x Чем больше по числу малых кубиков в кубике Рубика, тем обычно труднее и дольше его собирать. Также существуют кубики Рубика для слепых, сборка которых основывается не на визуальном, а тактильном ощущении поверхностей кубика, то есть вместо цветов используется рельефная поверхность.
Зеркальный кубик был изобретён в году японцем Хидетоши Такедзи [25] [26]. Существует множество головоломок, аналогичных кубику Рубика по устройству, но имеющих другую форму, некоторые из них:. Спустя почти 30 лет после изобретения кубика Эрнё Рубик создал новую головоломку — шар Рубика , демонстрация которого состоялась на выставке в Германии в феврале года [31].
Существуют компьютерные игры , моделирующие «Магический кубик», но они не получили, по сравнению с оригинальной механической головоломкой, широкого распространения. Одним из мощнейших эмуляторов, где можно собирать даже те головоломки, которых никогда не существовало в природе в каком-либо виде, является pCubes. В году две независимые команды разработчиков представили электронные версии кубика Рубика. Также летний изобретатель из Новато США совместно с отцом представил версию кубика Рубика 2x2x2: WOWCube с экранами и несколькими играми, работающими в качестве игровой консоли [37] [38].
Кубик Рубика оказал влияние [en] на культуру, искусство, архитектурные композиции, некоторые обычаи. В е годы распространённым просторечным названием кубика Рубика было слово «кубик-рубик».
Сборка креста. Цель: собрать крест белого цвета, чтобы цвета центральных и боковых ребер совпадали и стояли на своих местах. Правильный крест. Найдите центральную плитку с белым цветом на одной из сторон кубика Рубика. Это будет центральная плитка, вокруг которой соберем крест. Найдите все белые плитки, составляющие ребро на кубике.
Перемещайте эти белые плитки к соответствующим центрам. Если белая плитка, составляющая ребро, уже расположена на правильном месте, пропустите ее и перейдите к следующей.
Если белая плитка, составляющая ребро, находится неправильно, найдите сторону, на которую она должна быть перемещена, чтобы совпасть с центром белого цвета. Повторяйте этот шаг для каждой неправильно расположенной белой плитки нужного ребра. После выполнения этих шагов вы получите такой результат:.
Собираем первый слой. Найдите на верхнем слое угол, у которого есть зеленая, белая и красная плитки. Найдите соответствующее место на нижнем слое, где должен быть размещен данный уголок. Учитывая, что уголок имеет белый, зеленый и красный цвета, он должен быть помещен между зеленым и красным центрами.
Ваша задача — точно расположить уголок над этим местом. Белый смотрит в сторону. Белый сверху. Белый с лицевой стороны. Вот что у вас должно получится в итоге:. Если вы не смогли завершить первый слой, попробуйте собрать его сначала. У вас все получится! Сборка второго слоя. Поверните кубик так, чтобы собранный первый белый слой оказался внизу, а для желтого подготовьте место сверху.
Найдите ребро верхнего слоя, у которого два цвета соответствуют цветам центров среднего слоя. Например, если вы найдете ребро с синим и красным цветами, его нужно поместить между синим и красным центрами. Разместите ребро над соответствующим центром над синим или красным , чтобы один из цветов элемента совпал с цветом центра. Возможно, в этой ситуации будет одна из двух конфигураций: либо элемент будет находиться над верным местом, но не в правильном положении, либо элемент будет находиться на неправильном месте.
Повторите последовательность, пока элемент не окажется в правильной ориентации. Повторяйте шаги , пока второй слой не будет полностью собран. Вот что у вас получится:. Собираем крест сверху. Найдите любую крайнюю ячейку с определенным цветом сверху куба. Этот цвет станет центром вашего креста. Поверните кубик так, чтобы центральная плитка выбранного цвета находилась наверху, а крайняя с этим цветом — на передней стороне. Осмотрите соседние ячейки и найдите другие плитки того же цвета, что и центральная плитка креста.
Возможно, вы обнаружите 1, 2 или 3 ячейки. Если у вас есть 1 ячейка с нужным цветом, то просто поверните кубик так, чтобы она была на передней стороне.
Если у вас есть 3 ячейки с нужным цветом, то найдите такую, которая находится на передней стороне, и поместите ее на левую сторону. В результате одна ячейка будет находиться на передней стороне, а две другие — на правой и левой сторонах. Повторите шаги для каждого из оставшихся цветов креста. Теперь у вас должен быть собран крест желтого цвета сверху:. Сборка верхней стороны.
Теперь нужно корректно расположить угловые элементы так, чтобы их цвета соответствовали цветам центральных плиток. Изучите верхнюю сторону кубика и обратите внимание на угловой элемент, у которого цвета не совпадают с цветами центральных плиток. Это указывает на его неправильное положение. Установите кубик таким образом, чтобы угол в неправильном положении находился на передней правой стороне. Проверьте другие углы верхней стороны.
Если уголки все еще имеют неправильную ориентацию, повторите шаги для следующего углового элемента с неправильной ориентацией. Найдите угловой элемент, находящийся на неправильном месте, и поместите его на переднюю сторону справа. Повторите шаги для каждого угла, находящегося на неправильном месте. После выполнения этих шагов, все угловые элементы должны быть на своих правильных местах и иметь правильную ориентацию. Осмотрите боковые элементы верхней стороны.
Теперь у вас полностью собрана верхняя сторона кубика Рубика.
Расставляем ребра и углы по местам. Повторите этот шаг для каждого угла, расположенного неверно. После сфокусируйтесь на оставшихся углах. Теперь проверьте, что все ребра и углы находятся на своих местах. Поздравляем, вы это сделали! Если у вас не получилось собрать кубик Рубика по нашей инструкции, попробуйте повторить все заново.
