ルービックキューブ5x5x5の組み立て方法(パート1)

2008年、標準外サイズのルービックキューブが手に落ちました。 そのような奇跡をどのように集めるか、私はその時全く知りませんでした。 最初は、友人と私はアセンブリアルゴリズムを理解せずに部分的にアセンブリしましたが、その後、完全にアセンブリする方法を学びたかったのです。 Googleを介して、ある種のアセンブリアルゴリズムを見つけましたが、残念ながら不完全であり、不正確で罪を犯しました。 googledアルゴリズムと古典的な3x3x3キューブアセンブリアルゴリズムをしばらく分析した後、5x4x5だけでなく4x4x4の完全なキューブアセンブリアルゴリズムを実現しました(そのようなキューブは手元にありませんでしたが、そのようなキューブを3Dでモデリングするためのプログラムを作成し、アルゴリズムをチェックしました)。 そのような立方体を集める方法を学びたいと思う誰でも猫に歓迎されています。



I.基本的な概念



5x5x5キューブは、キューブの内部構造のために交換できないいくつかのタイプの小さなキューブで構成されています。
  1. 中部
  2. セントラルクロス
  3. 中央コーナー
  4. 横中
  5. 側方中間体
  6. コーナー
これらの小さな立方体の各カテゴリは、回転すると自分自身にのみ移動するため、立方体全体が配置されます。 たとえば、中央キューブは常に中央のままであり、さらに、互いに対する相対的な位置は常に変更されません。 つまり キューブ内で黄色と白の中心が反対側にある場合、とにかく、それらは常にそのように配置されます(もちろん、キューブを壊した場合を除きます)。 ちなみに、それらはこれらの中心の周りで収集する顔の色を決定します-黄色の顔は常に組み立てられた立方体の白い顔の反対側になります。 コーナーキューブは、コーナーキューブにのみ通過します。 さらに、任意のサイズのキューブでは、コーナーアセンブリアルゴリズムは同じです。 中間の立方体について少しお話したいと思います。 大きな立方体の端を見てください-そのような立方体が2つあり、それらは面に同じ色を持っています。 しかし、これらのキューブ自体は同じではありません。 事実、内部には立方体の奥深くに入る固定具があり、したがって、これらの立方体は鏡面対称性を持っています(ベクトルの右と左のトリプルのように異なると言うこともできます)。 したがって、このカテゴリのキューブを組み立てる段階で、どのキューブがどの場所に分類されるかが厳密に決定されます(詳細については、以下のいくつかのセクションを参照してください)。 次に、キューブのアセンブリに進みましょう。



II。 上面



あなたが最も好きなキューブ上の花のいずれかを選択します、例えば、それが緑であるようにします。 それで、アセンブリを開始します。 中心が緑色の面を見つけ、この面が上を向くように空間に立方体を置きます。 さらに、組み立てを簡単にするために、規則を使用します。 5x5x5のキューブがあるため、内側のレイヤーもねじれます。 それらをそれぞれF2、B2、L2、R2、U2、D2で示します。ここで、X2はXに平行でそのすぐ後ろにある層を意味します。 私たちはめったにセンターを回しません。



セントラルクロス



だから、あなたは立方体を保持し、緑の中心はUにあります。最初に、中央の十字を集めます。 キューブ上で探しているキューブを見つけます(以降、構造全体をキューブと呼び、各面に25個の部品があるキューブのコンポーネントをキューブと呼びます。ただし、キューブを分解すると、リモートでのみキューブのように見えます)。 それらは中心F、B、L、R、Dの周りに位置しています。最初の4つのケースは対称です。 立方体をFにします。次にFを回転させて、L2またはR2に配置し、L2とR2をそれぞれ回転させて、上部に配置します。 同時に十字架の一部がすでに組み立てられており、立方体が同じ緑色の別の立方体の別の場所に落ちた場合、これが起こらないように、この前にFを回します。 立方体がDにある場合は、Dを回してUのあるべき場所の真下に立つようにします。 次に、対応するL2、R2、F2、またはB2を180度回転して上に移動します。



中央広場



次に、上面の中央の正方形を収集します-中央の角の正方形も追加します。 ここでも、基本的に異なる2つのケースがあります-側面または底面の立方体です。 側面については、組み合わせK1を使用します(組み合わせの説明では次の表記を使用します。顔/レイヤーの表示は、「前」で見た場合、時計回りの回転を示します。アポストロフィが顔の名前の後ろにある場合は、反時計回りに回転します)。 また、これと対称的な組み合わせを使用し、UとFの組み合わせの前に回転して、目的のキューブが図に示す場所にくるようにします。 今後は、この手法を今後使用する予定です。組み合わせの前に、いくつかの顔を向けて、 この組み合わせにより、必要なキューブが移動します。 もちろん、結合後、すべてを逆の順序で返す必要がありますが、アセンブリのこの段階では必要ありません。 このことを心配する必要はありません。このような「事前トレーニング」には、2つの顔の最大ターンが含まれます。 ここで、立方体が下面にある場合を考慮する必要があります。 DのキューブをUのあるべき場所の真下に置き、 K2の組み合わせを使用します。 覚えておく必要はありません-アルゴリズムを数回実行するだけで、その機能を理解できます。 一般的に、キューブを回転させてその動作を理解すると、より速い方法でも、指示なしで上面を収集します。ターン中に何がどこに行くかが明らかになります。 それにもかかわらず、ここでは最初から最後までこのキューブを収集する方法を厳密なアルゴリズムで説明するので、先に進みましょう。



サイドミディアムキューブ



Uの中央の3x3の正方形を組み立てました。4個の横方向の中央の立方体を配置します。 これは、元の3x3x3キューブとまったく同じ方法で行われます。 (この大きなセクションの冒頭の図のように)正しく組み立てられた上部ストリップで上面を収集していることに注意してください。 前面の中心を赤にします。 次に、緑と赤の横方向の中央の立方体を見つけます。 中央の水平レイヤーまたは上面にある場合は、必要な回転で下面に移動します(もちろん、既にあるはずです-何もする必要はありません:)))これは、立方体が中央の水平レイヤーにある場合にのみ発生し、その後、Dを任意の方向に90度回転し、「破損した」面をその場所に戻します。 これで、目的のキューブはDに正確に配置され、Uでも問題は発生しませんでした。 次に、Dを回して、 立方体はFにあります。赤い色がFにある場合は、Fを180度回転します。 前面が緑色の場合、DR F'R 'の組み合わせを使用します。 組み合わせは明らかです。 L、R、Bで手順を繰り返します。立方体の2番目の色(緑色の最初の色)が色と一致することを忘れないでください。 センター。 結果は右の図で確認できます。



側方中間体



次に、8個の横方向の中間キューブを正しい場所に置きます。 側面の端にある立方体の場合、 K3K4の組み合わせを使用し、右側でそれらと対称になります。 組み合わせの前に、もちろん組み合わせが正しい動きを実行するようにD2とU2を回します。 キューブがDにある場合、単純な組み合わせ それを側面に戻します-最初に、例えばLに横たわっていないことを確認し、次にLを90度回転させ、次にDを回転させてキューブをLに落とし、最後にLをその場所に戻します 次に、上記の数行で説明したアルゴリズムを使用します。 もちろん、上部のストリップも収集するため、側面の色が隣接する側面の中央の立方体の側面の色と一致するように立方体を配置します! ちなみに、視覚的に同一の(たとえば、緑赤)キューブは実際には異なっていることに気付くことができます-それらの1つは対応する横方向の中央キューブの左側に表示され、もう1つは右側に表示されます(特定の方法でキューブを見ると-緑の面が上になります) 。



コーナーキューブ



コーナーキューブがあります。 また、3x3x3キューブのように収集されます。 順番に収集します。 本来立っていない1つの緑の面を持つコーナーキューブを選択します。 Uにある場合は、それを含む側面を90度回転してDに移動し、Dを回転して、この立方体が回転した側面に存在しないようにし、この面を元の場所に戻します。 この立方体がその場所にあるが、方向が間違っている場合でも、これらの手順を実行します。 現在、すべては緑の線が「見える」場所に依存しています。 彼女は横向きまたは下向きのどちらかを見ることができます。 ダウンしている場合は、Dを回転して、Uのコーナーキューブの下に配置します。ここでは、必要なキューブがまだありません。 組み立てられたキューブにあるもの。 次に、を含む側面を回転させます 緑色の面が横に見えてDにあるようにキューブを作成し、Dを回して回転した側面から削除し、この面を元の場所に戻します。 これで、キューブは横向きになり、底面になりました。 K5または対称の組み合わせを適用する場合にのみ残ります。 キューブの上部ストリップが収集されていることを確認してください。 説明されたアクションの後、次のようになります(左の写真を参照)。上面、上部のストリップが組み立てられ、各面のストリップの色がこの面の中心の色と一致します。



III。 すべての横中央キューブとコーナーキューブ。



その結果、右の図のようになります(注、今度は下、左、および前面を見てください)。



中央の水平および下層の横方向の中央キューブ



まず、キューブを配置します。キューブは中央の水平レイヤーに配置する必要があります。 ここでは、キューブをDから中央の水平レイヤーに移動するK6の組み合わせが1つ必要です(図を参照)。 ここでは、対称的な組み合わせを使用する必要がある場合があります(移動したキューブの色の方向によって異なります)。 真ん中の水平レイヤーから同じレイヤーの別の場所にキューブを移動する必要がある場合は、最初に下位レイヤーに移動する必要があります( K6を使用して、Dの他のキューブをその場所に配置するだけです)。

最下層について。 計画は次のようになります。最初は、キューブの向きを見るのではなく、キューブを正しい場所に立てるだけです。 各キューブの色の1つは底面の色で、もう1つは対応する側面の色である必要があります。 次に、下面の立方体を正しく配置します。

ポイント1。 K7アルゴリズムを使用して、Dのすべての側面中央キューブを正しい位置に配置します。 アルゴリズムは、4つの必要なキューブのうち3つをサークル状に移動します。 まず、Dの1つのキューブがその位置にあることを確認してから、この組み合わせで他のすべてのキューブを配置します。 これはアセンブリに十分であると主張されています:)

ポイント2。 キューブを正しい方向に向けます。 偶然、0、2、または4個のキューブのみが間違った方向に置かれることがありました(キューブの構造など)。 0の場合、明らかな理由で何もする必要がないこと、4の場合、2つのアルゴリズムを2回作成する必要があります。

2.のアルゴリズム 次に、単純な操作を4回実行します:Fを時計回りに回転させ、中央の水平レイヤーをU側から見て時計回りに回転させます。回転させる必要があるキューブはFにあり、上記の手順を4回繰り返します。 次に、Dを元の位置に戻します。 最後に、右側の写真にあるものを取得します。



底面のコーナーキューブ



これらのキューブを組み立てるときに、上面が底面になるようにキューブを回転させ、その逆も行います(より便利です)。 最初に、すべてのコーナーキューブをそれぞれの場所に置きます。 これを行うには、サイクルで3つのコーナーキューブを移動するK8を使用します。 繰り返しになりますが、これは組み立てに十分であると主張されており、さらに、コーナーキューブが所定の位置に落ちた後、正しい方向に向けられている必要があります。 単純な組み合わせが使用されます:RF 'R' FRF 'R'F。これはコーナーキューブをねじります。これは左の図でCCとして示されています。 この方法で使用する必要があります:キューブが正しい向きになるまでアルゴリズムを実行します(この場合、黄色が上を向いており、黄色がFの場合は1回、Rの場合は2回の組み合わせが必要です)。次の間違った向きのキューブは、キューブが本来の位置に立つまで組み合わせを適用することが判明しました。 その結果、すべてのコーナーキューブの向きが正しくなります。 この組み合わせは、コーナーキューブの回転に加えて、他の正しく立っているキューブも損なうことに注意してください。 心配しないでください-キューブは3回の倍数の組み合わせを繰り返す必要があるように配置されており、3回使用するたびにすべてが元の場所に戻ります。 だから、すべてが判明します!



合計



これまで説明してきたアクションは、ほとんど明白な組み合わせ、または従来の3x3x3キューブのアセンブリで使用されているものと同様の組み合わせのいずれかです。 しかし、その後はすべてが異なります。 アセンブリの2つのステージといくつかの新しい組み合わせのみがありますが、以前よりも複雑になりますが、このスキームに完全に慣れると、ディメンション<= 5のキューブを収集できます。

継続するには...



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