Algurytmy kostki rubika


0x08 graphic
Biały krzyż polega na ułożeniu krzyża składającego się z białych klocków, oraz odpowiednie dopasowanie go kolorystycznie do pozostałych 4 ścian kostki.
Poniższy obrazek pokazuje, co należy uzyskać z pomieszanej kostki (kolory szare to klocki, które są nieistotne, nie mają znaczenia na tym etapie).

0x08 graphic


Ułożenie pierwszego z etapów nie powinno sprawić większych kłopotów bez żadnych poradników. Jednak jako że jest to poradnik dla zupełnie początkujących, opiszę całą procedurę układania białego krzyża.
Zaznaczam jednak, że podana przeze mnie metoda jest najprostsza, ale nie jest najszybsza. Z pewnością z czasem wyrobisz sobie własną i znacznie szybszą metodę układania krzyża.

Zaczynamy od znalezienia białej ścianki, którą od tej chwili będziemy trzymać u góry.
Znajdujemy pozostałe białe klocki krawędziowe i przerzucamy je na białą ścianę tworząc krzyż - na razie jednak nie zwracamy uwagi na zgodność ich kolorów z bocznymi ścianami.
Powinieneś uzyskać coś takiego jak na rysunku poniżej. Jest to biały krzyż nieprawidłowo spermutowany gdyż jego klocki niekoniecznie leżą na właściwych miejscach.




Jeżeli masz problemy z ułożeniem krzyża, poniżej kilka ruchów pomocnych przy jego ułożeniu:



0x08 graphic


Czerwoną kropką zaznaczono pola gdzie mają docelowo znaleźć się białe klocki. Kolor jasnoszary przedstawia przednią ścianę. Ścianę białą trzymamy u góry.
Pamiętaj, że wkładając klocek w miejsce oznaczone czerwoną kropką musi być one puste - nie może być zajęte przez inny biały klocek. Jeśli tak jest, należy przekręcić biały klocek w miejsce gdzie pole oznaczone kropką jest jeszcze puste.


Teraz obracając ściany: lewą, prawą, przednią i tylną o 180 stopni przenosimy wszystkie białe klocki w dół do żółtej ściany.
Po wykonaniu tych 4 ruchów kostka powinna wyglądać jak na rysunku poniżej:



0x08 graphic



Kolejnym krokiem jest obracanie dolną ścianą tak długo, aż natkniemy się na sytuację gdzie boczna ścianka białego klocka jest taka sama jak środek na ścianie przedniej (rys. lewy poniżej).
Kiedy znajdziemy taką sytuację przekręcamy przednią ścianę o 180 stopni aby przenieść biały klocek w górę, ale tym razem już z prawidłowym kolorem (rys. prawy poniżej). Poniższy schemat obrazuje taką sytuację:

0x08 graphic


Procedurę tą powtarzamy 4 razy, aby wszystkie 4 białe klocki powędrowały w górę już z prawidłowym kolorem bocznym.

Zakończyłeś pierwszy krok. Kolejnym krokiem są narożniki białej ściany.

Na tym etapie układania kostki należy powkładać 4 narożniki zawierające biały kolor w odpowiednie rogi, aby utworzyły całą białą ściankę oraz pierwszą warstwę kostki.
Poniższy obrazek pokazuje, co należy uzyskać:

0x01 graphic



Podobnie jak w etapie pierwszym, nie powinieneś mieć problemu z wrzuceniem białych narożników na odpowiednie miejsca. Zdaję sobie jednak sprawę, że co poniektórzy mogą mieć małe problemy, dlatego poniżej kilka algorytmów. Czerwona kropka oznacza miejsce, na którym znaleźć ma się biała ścianka narożnego klocka:

0x08 graphic



Zdarzyć się też może przypadek, że klocek narożny z białym polem jest już na swoim miejscu, jednak jest źle obrócony. W takim przypadku należy go najpierw przerzucić do dolnej ściany, a następnie zastosować jeden z powyższych algorytmów wrzucając go na miejsce już w dobrej orientacji.
Poniżej dwa przypadki, kiedy musimy przerzucić niewłaściwie obrócony klocek z górnej go dolnej warstwy:
0x01 graphic



Po zakończeniu tego etapu przechodzimy do kolejnego - druga warstwa.

Przechodzimy do kolejnego etapu, czyli układanie drugiej warstwy kostki. Poniższy obrazek pokazuje co mamy uzyskać:

0x01 graphic



Układając II warstwę wyjątkowo będziemy trzymać naszą, już ułożoną białą ścianę, po lewej stronie, aby mieć lepszy widok na klocki, które należy wrzucić do II warstwy.

Zaczynamy od wyszukania klocka, który leży na dolnej warstwie (u nas jest to ścianka prawa, ponieważ przekręciliśmy kostkę). Następnie należy ustawić go w pozycji jak na jednym z poniższych rysunków, i wykonując jeden z poniższych algorytmów umieścić klocek na właściwym miejscu.

0x01 graphic


Wyszukując klocka do włożenia na środkową warstwę na prawej ścianie należy szukać klocków, które nie mają żółtego koloru, bo tylko takie klocki należą do II warstwy.


Podczas układania tej warstwy bardzo często zdarzy ci się przypadek, że klocek będzie już na swoim miejscu, ale niewłaściwie obrócony. Obrazuje to pierwszy z rysunków poniżej:

0x01 graphic


W takim przypadku musimy postępować zgodnie z powyższym schematem, czyli:
1. Najpierw wrzucić jakikolwiek klocek (na rysunku przedstawiony jaśniejszym szarym) w miejsce źle włożonego klocka.
2. Następnie prawą ścianę przekręcić o 180 stopi.
3. I zastosować pierwszy z algorytmów do włożenia klocka na swoje miejsce już w prawidłowej orientacji.

Może ci się też zdarzyć sytuacja, że po włożeniu dwóch klocków zostaną 2, ale zamienione sobą miejscami:

0x01 graphic


W tym przypadku postępujemy analogicznie jak w powyższym przypadku - najpierw wyrzucamy jeden z klocków do prawej warstwy, wstawiamy go na miejsce i wstawiamy na miejsce ostatni klocek.

To już koniec etapu 3 - możesz przejść do kolejnego - żółty krzyż.


Układając II warstwę spotykamy się z mniejszym lub większym pechem lub szczęściem. Czasami wystarczy dwukrotnie powtórzyć algorytm i II warstwa gotowa, a czasami trzeba zrobić to aż 6 razy, co znacznie wydłuża czas układania.
Poniżej statystyka II warstwy przeprowadzona przeze mnie na podstawie 300 ułożeń kostki.

0x08 graphic

W układaniu II warstwy istnieje metoda alternatywna nazwana "working corner". Polega ona na pozostawieniu jednego wolnego narożnika białej ściany po to, aby wkładanie odpowiednich klocków do II warstwy wymagało tylko 3 ruchów zamiast 8.



Na środkowej i dolnej warstwie szukamy sytuacji do przemieszczenia klocka jak na rysunku powyżej, a w miejscu zaznaczonym jaśniejszym szarym ustawiamy nasze puste miejsce. Na powyższym rysunku celowo nie zaznaczono kolorów bocznych białej ściany, gdyż jest to nieistotnie. Białą górną ścianą kręcimy tak, aby zawsze pusty narożnik znalazł się nad miejscem do włożenia klocka na drugą warstwę - poniżej przykładowa sytuacja:

0x08 graphic
0x01 graphic



Po wrzuceniu 3 klocków drugiej warstwy wstawiamy na miejsce ostatni biały narożnik (1) jak na rysunku poniżej, po czym czwarty z klocków drugiej warstwy (2) wkładamy już metodą klasyczną wymagającą 8 ruchów.




Prześledźmy zyski z tej metody dla standardowego przypadku, czyli włożenie 4 klocków II warstwy:
metoda klasyczna: 8 ruchów + 8 ruchów + 8 ruchów + 8 ruchów = 32 ruchy
metoda working corner: 3 ruchy + 3 ruchy + 3 ruchy + 8 ruchów = 17 ruchów
Wykonujemy zatem połowę mniej ruchów niż przy metodzie klasycznej. Mnie jednak ta metoda nie przekonała i pomimo większej ilości ruchów układam metodą klasyczną, ale wybór należy do Ciebie...

Kolejny etap - żółty krzyż.

Kolejny etap. Trzymamy teraz kostkę żółtym do góry - jak na obrazkach. Naszym zadaniem jest ułożenie na górnej ściance żółtego krzyża.

0x01 graphic



Poniżej dwie bardzo podobne sekwencje ruchów, przekształcające różne możliwe kombinacje na żółtej ścianie w pełny żółty krzyż.

Sekwencja 1:

0x01 graphic




Sekwencja 2:

0x01 graphic




Kolejny etap - permutacja żółtego krzyża.

Na tym etapie trzymamy żółtą ściankę u góry (nie do siebie przodem). Co mamy teraz uzyskać:

0x01 graphic



Kręcimy górną ścianką tak długo, aż napotkamy jeden z trzech poniższych przypadków:

0x01 graphic

Wszystkie żółte ramiona krzyża ustawione prawidłowo - nic nie robimy - przechodzimy do kolejnego etapu.

0x01 graphic

Dwa ramiona obok siebie ustawione prawidłowo. Wykonujemy algorytm 1 raz.

0x01 graphic

Dwa ramiona naprzeciwko siebie ustawione prawidłowo.
Wykonujemy algorytm 2 razy, ale po pierwszym wykonaniu ustawiamy kostkę tak jak w przypadku nr 2.


0x01 graphic


Jeśli napotkamy przypadek drugi, ustawiamy kostkę tak, aby prawidłowo spermutowane żółte klocki znalazły się z przodu i z lewej strony (białe kropki) i wykonujemy algorytm. Po wykonaniu algorytmu dokręcamy górną ściankę 1 raz aby prawidłowo ustawić klocki na miejscach.

Jeśli napotkamy sytuację trzecią, gdzie dwa klocki są prawidłowe ale naprzeciwko siebie (białe kropki), ustawiamy jeden na górze, a drugi na dole i wykonujemy algorytm. Po jego wykonaniu ustawiamy kostkę jak w sytuacji drugiej czyli ustawiamy dobre klocki na dole i po lewej i wykonujemy algorytm ponownie. Po drugim wykonaniu algorytmu dokręcamy górną ścianę dopasowując kolory.

Kolejny etap - permutacja narożników.


Etap ten zawiera algorytmy umożliwiające ustawienie 4 żółtych narożników na swoich miejscach.
Na początek ważna uwaga: narożnik na swoim miejscu nie oznacza, że jest on prawidłowo zorientowany (przekręcony), może być, ale nie musi, a i tak jest na swoim miejscu. Oznacza to, że klocek znajduje się w miejscu kostki, gdzie pozostanie już do końca tylko potem należy go jeszcze przekręcić wg jego własnej osi. Poniżej przykłady ustawień klocka na swoim miejscu:

0x01 graphic


W pierwszych trzech przypadkach klocek narożny jest na swoim miejscu, ponieważ znajduje się na ścianie żółto-czerwono-zielonej. W czwartym przypadku klocek nie jest na swoim miejscu, ponieważ powinien znaleźć się na ścianie żółto-niebiesko-pomarańczowej.


Na początek obrazek przedstawiający co mamy uzyskać w tym kroku:

0x01 graphic


Jak widzimy na powyższym obrazku, narożnik żółto-czerwono-zielony (zaznaczony kropką) jest już na swoim miejscu, natomiast pozostałe 3 narożniki nie są na swoich miejscach. Na obrazku po prawej widzimy, że klocek żółto-zielono-czerwony pozostał na swoim miejscu, natomiast trzy pozostałe zostały przestawione na swoje miejsca.


Występują tutaj dwa przypadki algorytmu.
Pierwszy z nich to permutacja trzech narożników w prawo, czyli zgodnie ze wskazówkami zegara. Ustawiamy kostkę tak, aby żółty krzyż był na górnej ścianie, a klocek, który nie powinien zmieniać swojego położenia musi być tam gdzie zaznaczono kropką (rys. trzeci poniżej):

0x01 graphic



Drugim przypadkiem jest permutacja trzech narożników w lewo, czyli odwrotnie do wskazówek zegara. Ustawiamy kostkę tak, aby żółty krzyż był na górnej ścianie, a klocek, który nie powinien zmieniać swojego położenia musi być tam gdzie zaznaczono kropką (rys. trzeci poniżej):

0x01 graphic



Jeżeli zdarzy nam się przypadek, że ŻADEN z narożników nie będzie na swoim miejscu musimy najpierw wykonać jakikolwiek z powyższych algorytmów, następnie poszukać jednego klocka który znalazł się na swoim miejscu i wykonać ponownie odpowiedni algorytm.

Kolejnym etapem jest - orientacja narożników

Przedostatni etap, czyli orientacja narożników. Etap ten, choć niezbyt skomplikowany, posiada wiele ułatwień, dzięki którym szybciej ułożymy kostkę (mniejszą ilością ruchów). Na razie jednak podstawowe informacje dla początkujących.

Co uzyskujemy wykonując ten etap:

0x01 graphic



Musimy znaleźć sytuację, gdy jeden z klocków żółtych będzie u góry na żółtej ścianie, a pozostałe 3 klocki żółte na bocznych ściankach.
Po znalezieniu takiego klocka umieszczamy go w miejscu zaznaczonym kropką, a żółtą ścianę trzymamy u góry (jak na rys. trzecim poniżej) i wykonujemy odpowiedni algorytm.

Kiedy pozostałe trzy klocki mają kręcić się w prawo, czyli zgodnie ze wskazówkami zegara, wykonujemy ten algorytm:

0x01 graphic


Kiedy natomiast pozostałe 3 klocki mają kręcić się w lewo, czyli przeciwnie do wskazówek zegara, wykonujemy ten ruch:

0x01 graphic



Jeśli doszliśmy do tego etapu, a na górnej żółtej warstwie nie znajduje się tylko jeden prawidłowo zorientowany klocek, musimy wykonać jeden z powyższych algorytmów, aby doprowadzić właśnie do takiej sytuacji, gdzie tylko jeden z klocków będzie dobry, a pozostałe 3 złe. Jeśli jesteś początkujący, możesz mieć problem z prawidłowym rozpoznaniem sytuacji i będziesz czasami wykonywał ten algorytm 3 lub więcej razy zanim ułożysz całą żółtą ścianę. Jeśli jednak ustawisz prawidłowo kostkę to zawsze wystarczy dwukrotna powtórka algorytmu, aby żółta ściana była gotowa. Jeśli już kilka razy ułożyłeś kostkę polecam zapoznanie się z rozdziałem poniżej.

UWAGA!
Na tym etapie, po wykonaniu jakiegokolwiek z powyższych algorytmów permutuje się także żółty krzyż. Znaczy to, że po wykonaniu algorytmu ramiona żółtego górnego krzyża niekoniecznie muszą się już zgadzać kolorystycznie z bocznymi ścianami.

Kolejnym etapem jest - ostatnia permutacja.
Aby uniknąć powtarzania algorytmu więcej niż 2 razy przygotowałem wszystkie sytuacje, które mogą tutaj wystąpić.
Poniżej sytuacje i sposób trzymania kostki. Jako pierwszy zawsze wykonujemy algorytm w prawo, czyli zgodny z ruchem wskazówek zegara.

0x01 graphic


Powyższa sytuacja przedstawia dwa warianty, gdzie klocki ułożone są prawidłowo, czyli 1 dobrze i 3 źle. Dlatego nazwałem tą sytuację "OK". W tej sytuacji wykonujemy jeden z powyższych algorytmów i mamy etap gotowy.

0x01 graphic

AUTO
To ustawienie nazwałem "auto", ponieważ dwa żółte klocki skierowane są w jednym kierunku i wraz z pozostałymi żółtymi kojarzą się z autem, które jedzie do przodu i świeci reflektorami do przodu. W ten właśnie sposób trzymamy kostkę i najpierw wykonujemy algorytm w prawo.

0x01 graphic

ŻABA
Kolejnym ułożeniem jest żaba. Klocki żółte skierowane są w bok, w przeciwnych do siebie kierunkach tworząc jakby oczy żaby. Kostkę trzymamy tak, jakbyśmy trzymali żabę za oczy i wykonujemy algorytm w prawo.

0x01 graphic

2 ŹLE PO PRZEKĄTNEJ
Jedno z ustawień, analogicznie jak powyżej - trzymamy kostkę jak na rysunku i wykonujemy algorytm w prawo.

0x01 graphic

2 AUTA
Tym razem mamy dwie pary święcących reflektorów auta. W tym wypadku reflektory muszą świecić w lewo i w prawo.

0x01 graphic

ŻABA + AUTO
To ustawienie jest mieszanką żaby i auta, z jednej strony klocki świecą reflektorami w jedną stronę, a z drugiej są naprzeciwko tworząc oczy żaby. W tym przypadku reflektory auta muszą świecić prosto na nas.


Powyższe przykłady pozwolą ci uniknąć wielokrotnego wykonywania algorytmu. Algorytmy tego etapu nie powinny być wykonane więcej niż dwa razy. Po wielokrotnym ułożeniu przez Ciebie kostki sam dojdziesz do tego, w jaki sposób trzymać kostkę, aby po jednokrotnym wykonaniu algorytmu w prawo na górnej żółtej ścianie znajdował się tylko jeden żółty klocek.

Kolejnym etapem jest - ostatnia permutacja.

Istnieje możliwość znacznego przyspieszenia tego etapu. W szczególnych przypadkach, po zastosowaniu 14-ruchowego algorytmu kostka będzie już w pełni ułożona. Tym samym pomijamy ostatni etap 8. Poniżej algorytmy, którymi całkowicie kończymy układnie kostki - są to "AUTO", ŻABA", i "2 ŹLE PO PRZEKĄTNEJ":

0x01 graphic


0x01 graphic



0x01 graphic


0x01 graphic



0x01 graphic


0x01 graphic



Jako że powyższe algorytmy są dosyć długie należałoby sprawdzić, czy w ogóle warto się ich uczyć i warto je stosować. Poniżej statystyka występowania danego ułożenia na tym etapie i obliczenie opłacalności:

Nazwa sytuacji
i procent wystąpień

Ile razy
os
tatnia permutacja

Ilość ruchów do
końca ułożenia
METODA KLASYCZNA

Ilość ruchów do
końca ułożenia
METODA ALTERNATYWNA

ZYSK
(ile ruchów)

OK (35%)

1 x

8 + 8 = 16

14 + 14 = 28

-12

żaba (13%)

1 x

(8 + 8) + 8 = 24

14

10

auto (12%)

1 x

(8 + 8) + 8 = 24

14

10

2 źle przekątna (17%)

2 x

(8 + 8) + (8 + 8) = 32

14

18

2 auta (7%)

1 x

(8 + 8) + 8 = 24

14 + 14 = 28

-4

żaba+auto (11%)

2 x

(8 + 8) + (8 + 8) = 32

14 + 14 = 28

4


Z powyższej tabelki wynika, że przy tym etapie mając "auto", "żaba" lub "2 źle przekątna" opłaca się wykonać algorytm alternatywny, bo skracamy ilość ruchów do końca ułożenia kostki o 10, a nawet o 18 ruchów. Algorytmy alternatywne są długie i dosyć ciężko się je wykonuje, dlatego nie polecam ich stosowania przy sytuacji "żaba+auto" gdzie zyskujemy tylko 4 ruchy.

Dotarłeś do ostatniego etapu układania kostki. Teraz tylko drobna kosmetyka i kostka gotowa.
Co mamy uzyskać stosując ostatnią permutację:

0x01 graphic



Poniżej dwa algorytmy zmieniające miejsca klocków krawędziowych. Pierwszy z nich przestawia klocki zgodnie ze wskazówkami zegara. Ustawiamy kostkę żółtą ścianą do góry i wykonujemy poniższy algorytm.

0x01 graphic



Jeśli krawędzie mają zmieniać swoje miejsca przeciwnie do wskazówek zegara wykonujemy poniższy algorytm.

0x01 graphic


Powyższy algorytm jest identyczny jak ten w etapie 5


Jeżeli przy tym etapie okaże się, że nie 3, a wszystkie 4 krawędzie są na niewłaściwych miejscach, musisz wykonać ten algorytm dwukrotnie.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Kurs układania kostki Rubika, Logika
kurs układania kostki rubika dla początkujących
układanie kostki Rubika
KOSTKI
Kostka Rubika
Zmiany systemu oceny betonowej kostki brukowej zgodnie ze standardami europejskimi
BDiA w7nawierzchnie z kostki id Nieznany
Grundig, motoryzacja, Kostki ISO
Aiwa, motoryzacja, Kostki ISO
KOSTKI
Elementy Kostki
modlitwy powszechne, na kostki, U progu nowego roku szkolnego Kościół stawia nam przed oczy jednego
Opis kostki iso
Kostki kokosowe
Clarion, motoryzacja, Kostki ISO

więcej podobnych podstron