Для новичков в собирании кубика Рубика 3×3 проверенные схемы обеспечат приятный опыт. Практика подарит логическое мышление, уверенность и шанс освоить более сложные модели.
Раскрытие тайн сборки куба Рубика: компоненты, составные части, фундаментальные принципы
На гранях кубика размещены 54 фрагмента, по 9 штук каждого цвета. Фрагменты перемещаются по трем осям относительно центра. Цель игрока – собрать одинаковые элементы на сторонах кубика.
Патентованная головоломка основывается на контрасте цветов граней: белые грани противостоят желтым, зеленые – синим, а красные – оранжевым.
Схемы для новичков учитывают это, упрощая обозначение сторон по цвету центральной детали. Из-за этого лучше выбрать качественный вариант игрушки. Кроме того, оригинал приятно удивит плавным ходом и надежным механизмом.
Головоломка состоит из следующих элементов:
- Крестовина — это неподвижно закреплённые оси, к которым прикреплены центры каждой грани.
- Цветные элементы, фиксированные по краям куба, образуют контрастные цветовые комбинации.
- Есть восемь угловых элементов, каждый имеет три цвета. Между углами находятся двенадцать ребр, у каждого из которых своя уникальная цветовая комбинация.
Зеркальный кубик Рубика 3х3 имеет другое строение. Его элементы окрашены одним цветом, например, металлическим, и отличаются лишь формой. Изменение положения фрагментов разрушает куб, создавая необычную конструкцию. Разгадка головоломки становится в разы сложнее, но опыт работы с классическим вариантом будет полезен.
Конструкция кубика Рубика и наименование поворотов.
Для описания составляющих головоломки, операций над ними и алгоритмов её решения созданы системы кодирования.
В текстах на русском языке для обозначения кубиков часто используют буквы русского алфавита. Чаще всего применяются символы, утверждённые Всемирной Ассоциацией Кубика.
Названия граней:
- R-ight;
- L-eft;
- U-p;
- D-own;
- F-ront;
- B-ack.
Название ребра определяется двумя грани, которые оно связывает (RF, LU).
Название угла образуется из трёх букв (FRU) по тому же принципу.
Внутренние слои:
- M-iddle – между R и L;
- S-tanding – между F и B;
- E-quatorial – между U и D.
Вращение группы элементов происходит вокруг центра, который прикреплен к крестовине.
Обозначается оно той же заглавной буквой, что и грань.
Движение возможно:
- Вместе с часами обозначено тем же символом, что и край.
- Противоположное направлению движения стрелок – указание знака « ‘ ».
- двойной поворот обозначается цифрой 2;
- Совместное вращение двух слоёв буквой «W», например, Rw для слоёв R и M.
Чтобы избежать ошибки в направлении поворотов, на границу наносят воображаемый циферблат. Вспомните о стрелке на нем – она поможет не запутаться.
Средние слои следуют за гранями.
M – как L;
S – как F;
E – как D.
Маневры с кубиком – захвата. Возможны повороты: к себе или от себя, вправо или влево, по часовой стрелке или против.
Названия соответствуют осям координат:
- x – повторяет движения R;
- y – повторяет движения U;
- z – повторяет движения F;
- 2 – повтор перехвата.
Руководство по сборке кубика 3×3 для новичков.
Пошаговое руководство по сборке кубика Рубика 3×3 для новичков обычно начинается с белой грани.
- Начинается всё с «белого креста»: ребра с белым оформлением образуют круг вокруг белого центра.
- Следующее действие — «правильный крест», где ребра первого слоя с белой шапкой соединяются с центром, имеющими такой же цвет.
- Угловые детали с белыми фрагментами легко устанавливаются на свои места. Часто штучки расположены случайно: белый фрагмент не находится на белой грани, а на соседней. Чтобы исправить это, мастера быстрого сборки используют фразу «флипнуть» – развернуть деталь на месте. Для этого применяется алгоритм R’D’RD, состоящий из шести движений. Эта последовательность возвращает любой элемент в исходное положение, переворачивая и перемещая его всеми доступными способами. В результате один из ходов вернет фрагмент на правильное место.
Собран первый уровень: белая шапочка и разноцветный пояс с точным порядком цветов.
Следующий этап — сбор среднего слоя из четырёх оставшихся ребер.
- Юниты белого цвета опускаются вниз, осуществляя захват U2.
- Ребра среднего слоя просто отыскать, потому что у них нет желтых элементов. Каждое ребро располагается над соответствующим центром и с помощью алгоритмов перемещается из верхнего слоя в средний. Перемещение влево: U’L’ULUFU’F’. Перемещение вправо: URU’R’U’F’UF.
Если ребро установлено неправильно, придется повторять весь алгоритм, чтобы вернуть его в верхний слой.
Сборкой желтого головного убора и верхушки начинаем с креста.
- Для разрешения ребер жёлтого креста применяется алгоритм: FRUR’U’F’. Выполняя вращения, невозможно сбить исходную лицевую грань, кубик не переворачивается.
- Сейчас нужно расположить ребра так, чтобы образовался «правильный крест». Два точно окажутся на своих позициях.
Для оставшихся ребер есть варианты:
- на противоположных ребрах: RUR’URU2R’.
- на соседних ребрах: RUR’URU2R’U.
Поверхность устанавливают угловыми деталями на завершающем этапе сборки.
- Формула УРУ’Л’УРУ’Л поможет определить как минимум одно значение верно.
- Поворот кубика в положение RUF устанавливает данный угол. Каждый поворот грани перемещает уже размещенные элементы. Повторение алгоритмов возвращает все на исходное место. Необходимо сохранять центр F неизменным при работе с третьим слоем и не перехватывать кубик.
- Остальные углы возможно переместить относительно первого с помощью формул U’L’URU’LUR’ (по часовой стрелке) и URU’L’UR’U’L (обратное движение).
- Вероятно, нужно изменить ориентацию элементов для правильного расположения цветов.
В 2010 году технические возможности позволили рассчитать все возможные комбинации сборки кубика и установить минимальное число шагов, требуемых для его решения.
Том Рокики и его группа энтузиастов-математиков уверены, что это возможно осуществить за 17–20 шагов.
Самый лёгкий способ – алгоритм «Бога» (B2 D2 F’ R2 F U2 R2 F’ R2 U2 F R U L B D R’D L2 U’) – разбирает кубик из любого состояния.
Такой точный расчет возможен лишь для компьютера. Мозг человека умеет продумывать решение на 30-40 шагов.
Быстродействие по методике Джессики Фридрих.
Сборка кубика Рубика 3х3 для новичков выполняется в пять шагов, изложенных ранее. Каждый шаг решается с помощью механического перебора вариантов и многократного применения формул.
Чтобы быстро собирать кубик Рубика, первые три шага объединяют в один. Для этого Джессика Фридрих разработала алгоритмы. Элементы перемещаются парами. Первый угол и соседнее с ним ребро среднего слоя помещают на место одновременно со сборкой креста. Остаётся ещё три такие пары. Если экономить время на механическом переборе возможных вариантов, время сборки резко уменьшается до 20 секунд. Группы формул для ключевых этапов описывают возможные положения пар угол-ребро (F2L) и перестановки, необходимые для сборки верхнего слоя (OLL, PLL). При скоростной сборке все алгоритмы нужно знать как таблицу умножения и оперативно ими пользоваться – это больше сотни вариантов. Работа со шпаргалкой здесь невозможна.
Методы сборки кубика Рубика 3×3 без зрительного контакта.
Сборка кубика вслепую развивает память.
Игрок осматривает скрамбл и придумывает варианты перемещения элементов в правильное положение.
Вместо 54 цветных элементов необходимо запомнить расположение ребер и углов, что составляет всего 20 единиц. Каждой цветной наклейке мысленно присвоено буквенное или цифровое обозначение. Это соответствие придумано заранее и выучено наизусть.
Выбирается точка отсчета, например, ребро RU. Это зона буферизации. Элемент, находящийся в ней, первым переместится на место. Алгоритмы перемещают сразу два или три элемента, если один встал в нужную позицию, а другой занял освободившееся место. Игрок, не видя кубика, знает, какой элемент занял зону буферизации, и опять может уверенно его перемещать. Цепочки перемещений мысленно выстраиваются в последовательность букв или цифр. Предварительный осмотр сводится к построению кодов перемещений для ребер и углов.
В работе применяются различные приёмы запоминания для кратковременной и долговременной памяти. Каждый приём имеет свои особенности. Так, порядок букв можно представить как ряд слов, связывая отдельные образы мысленно в осмысленную последовательность.
Главное правило — не поворачивать кубик, сохраняя ориентацию граней, и не смешивать вспомогательный элемент.
Кто установил рекорд скорости сборки кубика Рубика?
Действующий чемпион дважды за полгода установил новый рекорд. Феликс Земдегс из Австралии показал результат 4,59 секунды в начале 2018 года, а в мае на соревнованиях преодолел дистанцию всего за 4,22 секунды. Земдегс использовал систему Джесики Фридрих. По многочисленным реконструкциям, он совершал до десяти ходов в секунду, мысленно просчитывая варианты в разы большее количество раз.
Кроме классического кубика, ему принадлежат лидерство в одноручном решении головоломки и сборе крупных кубов — 4*4, 5*5, 6*6, 7*7.
