Для новичков, решивших научиться собирать кубик Рубика 3х3, существуют эффективные методики, которые помогут приобрести необходимые навыки. Регулярные занятия позволят развить логическое мышление, упростят процесс и откроют возможности для работы с более продвинутыми конструкциями.
Раскрываем секреты сборки кубика Рубика: компоненты, детали и основные принципы
На гранях кубика находится пятьдесят четыре фрагмента, каждый из которых содержит девять элементов различных цветов. Эти фрагменты способны перемещаться вдоль трех осей относительно центральной точки. Цель игрока заключается в том, чтобы объединить одинаковые элементы на поверхностях кубика.
В уникальной головоломке, защищенной патентом, предусмотрено строгое соответствие цветов граней: белая противоположна желтой, зеленая – синей, красная – оранжевой.
Начальные модели учитывают этот момент, упрощая обозначение сторон через цвет основного элемента. Поэтому важно выбирать качественную игрушку. Кроме того, оригинальный продукт отличается плавностью хода и надежностью конструкции.
Головоломка состоит из следующих элементов:
- Крестовина представляет собой жестко соединенные оси, служащие опорой для центральных элементов каждой грани.
- Цветные элементы, зафиксированные на всех шести гранях кубика, формируют контрастные цветовые сочетания.
- В конструкцию входят подвижные детали: восемь угловых элементов, каждый из которых имеет уникальную комбинацию из трех цветных сторон, и двенадцать ребер, расположенных между углами, где для каждого элемента цветовая комбинация также является уникальной.
Зеркальный кубик Рубика 3х3 обладает иной конструкцией. Его элементы окрашены в один цвет, как правило, металлик, и различаются только по форме. При перемещении фрагментов куб разрушается и трансформируется в причудливую конструкцию. Разгадывание этой головоломки значительно сложнее, однако опыт, полученный при работе с классическим вариантом, будет весьма полезен.
Конструкция кубика Рубика и терминология, описывающая его повороты
Для идентификации конкретных компонентов, фиксации операций, выполняемых над ними, и описания последовательности действий для решения головоломок, были созданы специальные системы символов.
В русскоязычных текстах часто используются обозначения, выполненные буквами русского алфавита. Однако, более распространены символы, утвержденные Всемирной Ассоциацией Кубика (WCA).
Названия граней:
- R-ight;
- L-eft;
- U-p;
- D-own;
- F-ront;
- B-ack.
Ребро формируется в результате соединения двух граней (RF и LU).
Обозначение угла также формируется из трех символов (FRU).
Внутренние слои:
- M-iddle – между R и L;
- S-tanding – между F и B;
- E-quatorial – между U и D.
Вращение группы элементов вокруг центра, расположенного на крестовине, представляет собой движение граней.
Обозначается оно той же заглавной буквой, что и грань.
Движение возможно:
- по ходу часов – обозначается той же буквой, что и грань;
- против хода часов – направление указывает знак «‘»;
- двойной поворот обозначается цифрой 2;
- совместный поворот двух слоев буквой w, например, Rw для слоев R и M.
Для избежания путаницы с направлением вращения на плоскость грани представляется циферблат. Использование воображаемой стрелки поможет избежать ошибок.
Средние слои перемещаются вдоль граней:
M – как L;
S – как F;
E – как D.
Манипуляции с кубиком подразумевают перехваты. В процессе возможны повороты к себе, от себя, вправо и влево, по часовой стрелке и против нее.
Названия соответствуют осям координат:
- x – повторяет движения R;
- y – повторяет движения U;
- z – повторяет движения F;
- 2 – повтор перехвата.
Руководство по сборке кубика Рубика 3×3 для новичков
В любом учебном пособии, посвященном сборке кубика Рубика 3х3 для начинающих, первым этапом обычно является сборка белой грани.
- Начальный этап предполагает создание «белого креста», который представляет собой элементы белого цвета, расположенные по периметру вокруг центральной белой области.
- Далее следует этап формирования «правильного креста», подразумевающего примыкание ребер первого слоя, покрытых белой шапкой, к центральным элементам, имеющим соответствующий цвет.
- Угловые элементы с белыми вставками обычно довольно оперативно встают на свои места. Как правило, они изначально ориентированы случайным образом, и белый элемент оказывается не на белой грани, а на прилегающей. Опытные сборщики используют термин «флипнуть», что означает развернуть элемент на месте. Для этого применяется алгоритм R’D’RD. Эта последовательность действий, состоящая из шести ходов, позволяет вернуть любой элемент на место, поворачивая и перемещая его различными способами. Это подразумевает, что в ходе выполнения алгоритма элемент хотя бы один раз займет свою изначальную, правильную позицию.
Первый уровень выполнен: белая шапка и цветной пояс, в котором цвета расположены в строгой последовательности.
Далее необходимо сформировать средний слой и соединить оставшиеся четыре ребра.
- Белые фигуры продвигаются по направлению к нижней части доски, это захват поля u2.
- Ребра среднего слоя отличаются отсутствием желтых элементов, что позволяет их легко идентифицировать. Для перемещения ребра над соответствующим центром оно смещается из верхнего слоя в средний с использованием определенных алгоритмов. Смещение влево выполняется последовательностью U’L’ULUFU’F’. Смещение вправо – URU’R’U’F’UF.
В случае неправильной установки ребра потребуется повторение всего алгоритма для его возвращения в верхний слой. Процесс повторяется до достижения желаемого результата.
Процесс создания жёлтой шапки и верхнего слоя также начинается с креста.
- Алгоритм решения ребер желтого креста выглядит следующим образом: FRUR’U’F’. При выполнении вращений необходимо сохранять положение первоначальной фронтальной грани, что исключает перехват кубика.
- В настоящее время ребра должны сформировать структуру, напоминающую крест. Два из них, скорее всего, уже находятся в нужной позиции.
Для оставшихся ребер есть варианты:
- на противоположных ребрах: RUR’URU2R’.
- на соседних ребрах: RUR’URU2R’U.
Фактически, формирование угловых элементов верхней грани производится на заключительном этапе.
- Благодаря формуле URU’L’UR’U’L удастся корректно расположить как минимум один элемент.
- Этот угол можно поместить в позицию RUF, повернув куб. При каждом вращении граней сдвигаются уже установленные элементы. Повторение алгоритмов позволяет вернуть все на исходные позиции. Необходимо сохранять центр грани F неподвижным при работе с третьим слоем и избегать захвата кубика.
- Для изменения положения оставшихся углов по отношению к первому используются формулы U’L’URU’LUR’ (вращение по часовой стрелке) и URU’L’UR’U’L (вращение против часовой стрелки).
- Вероятно, для того чтобы цветовые элементы оказались на нужных сторонах, потребуется поворот углов. Повторно необходимо будет использовать формулу R’D’RD.
К 2010 году вычислительные мощности достигли уровня, позволяющего рассчитать все возможные способы сборки кубика Рубика и установить наименьшее число действий, требуемое для его решения.
По мнению Тома Рокики и его группы увлеченных математиков, решить задачу можно за 17–20 шагов.
Для решения кубика Рубика из любой стартовой позиции можно использовать самый элементарный метод, известный как «алгоритм Бога»: B2 D2 F’ R2 F U2 R2 F’ R2 U2 F R U L B D R’D L2 U.
Такой однозначный математический подход под силу лишь процессору вычислительной машины. Человеческий мозг на данный момент может разработать решение, учитывающее от 30 до 40 шагов.
Наиболее эффективный способ – методика Джессики Фридрих
Новичкам рекомендуется собирать кубик Рубика 3х3 в пять этапов, которые были детально описаны ранее. Решение каждого этапа предполагает механический подбор вариантов и многократное применение алгоритмов.
Для достижения высокой скорости сборки кубика Рубика, первые три этапа часто объединяют в единую последовательность действий. Именно для этого Джессика Фридрих создала свои собственные алгоритмы. При этом элементы перемещаются по две штуки сразу. Первый угол и соседнее с ним ребро среднего слоя фиксируются в своих позициях одновременно со сборкой креста. Остается еще три аналогичные пары. Если сократить время, затрачиваемое на перебор различных комбинаций, время сборки значительно сокращается и составляет около 20 секунд. Наборы формул, предназначенные для основных этапов, описывают возможные расположения пар угол-ребро (F2L) и перестановки, требуемые для сборки верхнего слоя (OLL, PLL). При скоростной сборке все алгоритмы необходимо знать наизусть и уметь применять их оперативно, что подразумевает знание более сотни вариантов. Использование подсказок в процессе сборки исключено.
Как научиться собирать кубик Рубика размером 3×3, не видя его
Складывание кубика Рубика без визуального контроля – сложный метод развития памяти.
Игрок тщательно рассматривает предложенный скрамбл и немедленно начинает обдумывать комбинации, позволяющие расположить элементы на свои положенные места.
Вместо запоминания расположения 54 цветных элементов необходимо запомнить лишь расположение ребер и углов, что составляет всего 20 единиц. Каждой цветной наклейке мысленно присваивается буквенное или цифровое обозначение. Эти соответствия определены заранее и были выучены.
В качестве отправной точки выбирается, к примеру, ребро RU, которое служит буферной зоной. Сначала перемещается элемент, находящийся в этой зоне. Специальные алгоритмы позволяют сразу перемещать два или три элемента: если один встал на свое место, другой занимает освободившееся. Игрок, не видя кубика, знает, какой элемент оказался в буферной зоне, и может снова уверенно его перемещать. Мысленно цепочки перемещений выстраиваются в последовательность букв или цифр. Предварительный осмотр сводится к построению кодов перемещений для ребер и углов.
Для улучшения кратковременной и долговременной памяти применяются различные техники запоминания. У каждого человека свои предпочтительные методы. Так, последовательность букв, к примеру, можно преобразовать в ряд слов, создавая в уме связную цепочку из отдельных образов.
Ключевое требование – избегать поворота кубика, чтобы сохранить ориентацию его граней, а также не допускать ошибок при работе с буферным элементом.
Кто является обладателем рекорда по скорости сборки кубика Рубика
Обладатель действующего титула дважды улучшил свой рекорд за шесть месяцев. Феликс Земдегс, киберспортсмен из Австралии, в начале 2018 года установил рекордное время, составившее 4,59 секунды, а на соревнованиях в мае показал результат 4,22 секунды. Для достижения результата Земдегс применил надежную методику Джесики Фридрих. По данным многочисленных исследований, он выполнял до десяти движений в секунду, мысленно прогнозируя значительно большее количество возможностей.
Он не только собирает стандартный кубик Рубика, но и является лучшим в сборке одной рукой, а также демонстрирует выдающиеся результаты в решении увеличенных кубов, таких как 4×4, 5×5, 6×6 и 7×7.
