Легкий способ собрать кубик рубика схема. Как собрать кубик рубика послойным методом

За 40 с лишним лет кубик Рубик разошелся по планете тиражом в 350 миллионов и стал одной из самых популярных игрушек ХХ века. В 1980-м его пытался собрать каждый пятый житель Земли, а в 2000-х к решению головоломки подключились роботы и компьютерные системы. Сегодня существует больше 30 видов кубов.

Они отличаются замысловатыми формами и уровнями сложности. Классическим считается кубик Рубика 3х3. С его помощью преподаватель венгерской Академии прикладных искусств и ремесел Эрно Рубик рассчитывал доходчиво объяснить студентам математическую теорию групп и преимущества пространственного мышления.

Именно с этой головоломки новичкам рекомендуется начинать знакомство с семейством Рубикс.

Как устроен классический кубик Рубика

Оригинальная игрушка с конфигурацией 3х3 состоит из 26 кубиков, которые делятся на центральные и реберные. В самом сердце куба, на месте «невидимого» кубика, расположен скрепляющий механизм цилиндрической формы. Он связан со всеми внешними элементами и отвечает за то, чтобы они свободно вращались относительно друг друга.

Но есть одна тонкость: механизм соединяется напрямую только с центральными деталями. За них (и друг за друга) с помощью специальных выступов держатся боковые и угловые кубики. Конструкция модели рассчитана так, что перемещать можно только грани. Зато ограничений по осям координат нет.

Кубик Рубика и число бога

Разноцветная головоломка только кажется легкой забавой. На разработку алгоритма сборки своего же изобретения у профессора ушел месяц. Согласно комбинаторике, возможных состояний у кубика Рубика 43 252 003 274 489 856 000. В переводе на человеческий язык эта цифра звучит как 43 квинтиллиона. Удивительно, но это не предел: значение увеличится в два раза, если учесть разницу в расположении центральных элементов.

На то, чтобы перебрать все комбинации, профессиональному спидкуберу потребуется 4200 триллионов лет. Недостижимость цели не мешает поклонникам искать самый легкий и быстрый способ сборки. Новый мировой рекорд, прошлой осенью установил 15-летний Патрик Понс из США. Подросток решил задачу за 4,69 секунды и 17 вращений.

Минимальное количество шагов, заложенное в алгоритм сборки классического кубика из любой позиции – 20. Его называют «числом бога». Играть по столь жестким правилам могут далеко не все. В среднем опытный спидкубер делает от 40 до 50 ходов.

Формула сборки для начинающих

Головоломка 3х3 подчиняется общему принципу. Многое зависит от ее состояния на момент сборки. Чтобы лучше понять устройство куба, можно разобрать его на части, а после собрать заново. При этом важно правильно разместить грани.

Инструкция по сборке классического кубика Рубика состоит из семи пунктов:

1. Создание креста на верхней плоскости


2. Работа с углами рядом с ним


3. Сбор средних ребер


4. Создание креста снизу


5. Работа с нижними ребрами


6. Подгон нижних углов


7. Финальный разворот

Когда-то изобретатель Эрно Рубик собрал свой кубик за месяц, а современный рекорд - несколько секунд.

Прошло много лет, а интерес к кубику Рубика всё увеличивается. Есть даже соревнование по сборке кубика Рубика вслепую! На многих сайтах энтузиасты обсуждают, какие схемы сборки кубика легче запомнить, какие правила легче выполнить, какие алгоритмы быстрее, и какими именно пальцами за что держаться.

Пусть пока вы не собираетесь участвовать в соревнованиях, а просто хотите научиться, или даже просто узнать как собрать кубик Рубика - общие принципы решения этой головоломки. Новичкам не нужно изучать подробные алгоритмы и схемы. Запомните 2 или 3 формулы, и потренируйтесь, чтобы лучше усвоить знания. Я попробую объяснить самый простой способ, который мне удалось найти, изучив заодно много ненужного:). Полная инструкция по сборке поместилась на этой небольшой веб-страничке.

Есть разные стратегии сборки, и наверняка есть другие простые правила. Мы даже не будем рассматривать варианты. Это тема для самостоятельного изучения.

Если держать кубик ровно, одной гранью (стороной) к себе, то его грани обозначают словами: Ф ронт (ближняя к вам грань), В ерх, Л ево, П раво.

Инструкция по сборке кубика состоит из формул. В виде формулы записывается часть алгоритма сборки, выполняющая часть задачи. Правильная формула меняет местами или поворачивает какие-то кубики, не нарушая положение остальных. Формула - это последовательность из первых букв слов, обозначающих грани кубика: Ф, В, Л, П. На этой странице грань Ф обозначена красным цветом. Буквы могут быть со штрихами.

В
Буква В без штриха обозначает поворот верхней грани по часовой стрелке на 90 градусов.

В"
Буква В со штрихом обозначает поворот верхней грани против часовой стрелки на 90 градусов.

В""
Буква В с двумя штрихами обозначает поворот верхней грани на 180 градусов.

Формула 1. ВП" В""П ВП" ВП

Для запоминания:
ВП ВП ВП ВП, первый и третий раз П", второй раз В""

(2 дальних кубика верхнего креста меняются местами)

Формула 2. П"ВЛВ" ПВЛ"В"

Для запоминания:
ПВЛВ ПВЛВ, сначала штрихи по краям, потом на второй паре

(Циклически перемещаются 3 ближних угловых кубика верхней грани)

Формула 3. Ф"П ФП" нужное число раз

Для запоминания:
Вперёд - вперёд - назад - назад

(Ближний угловой кубик поворачивается, не меняя своего места)

Формулы надо запомнить. Остальные правила надо понять. По моему опыту, с моей плохой памятью, формулу "вперёд-назад" я не забывал никогда, в формуле ПВЛВ забывал где штрихи, а в фомуле ВП забывал порядок букв В и П. В итоге, я выучил самую трудную формулу ПВЛВ, и запомнил, что буквы ВП идут в другом проядке, чем в слове ПВЛВ.

Вы наверно заметили, что центральные кубики всегда остаются на месте. Поэтому для сборки одной грани, надо собрать "крест" и угловые кубики того же цвета, что и центр.

Пара угловых кубиков

Порядок сборки

(1) Нижний крест.
(2) 2 нижних слоя. По очереди собираем 4 пары угловых кубиков.
(3) Верхний крест по цвету центра
(4) Формула 1 для исправления верхнего креста
(5) Формула 2 для правильного расположения угловых кубиков верхней грани
(6) Формула 3 для поворота углового кубика. Поверните верхнюю грань другим неправильным угловым кубиком к себе. Опять выполните Формулу 3. И т.д. пока вся верхняя грань не станет правильной.

(1)
Нижний крест

(2)
2 нижних слоя

(3)
Верхний крест собран

(4)
Верхний крест исправлен

(5)
Угловые кубики собраны

(6)
Угловые кубики исправлены

Удобно собирать нужные кубики в верхнем слое, следя за сохранностью уже собранных двух нижних слоёв:
(1) Поворот, например П. При этом пара кубиков одного угла поднимается в верхний слой
(2) Поворот верхней грани В или В" или В""
(3) Обратный поворот (П")

После этого нижний крест и один из нижних углов полностью восстанавливаются. Пара кубиков, которую вы подняли наверх, должна быть или ещё не собранной (тогда и не жалко), или должна оставаться неразлучной парой при дальнейших манипуляциях, пока вы не вернёте их на место после достижения очередной цели.

Желаю успехов! После нескольких часов учебы вы сможете собирать кубик Рубика за пару минут.

Который вы разобрали и желаете собрать. Собирать кубик вы будете по методике Михаила Ростовикова . Эта методика содержит в себе 15 формул-алгоритмов, взятых из методики скоростной сборки . Эти формулы рассчитаны на сборку 3-го (последнего) слоя. Методика более продвинутая, чем самые базовые варианты, и изучив этот метод — можно быстро перейти на скоростной метод Джессики Фридрих.

Цель сборки (решить головоломку)

Прежде чем начать собирать кубик, очень внимательно прочтите этот материал. От того, как вы его поймете будет зависеть дальнейшее обучение.

Как устроен кубик?

Кубик устроен очень хитро и на первый взгляд кажется, что все его частички как-то друг с другом скреплены. Но это не совсем так. Закреплены только центральные элементы каждой стороны, на них держатся боковые элементы (кубики), а на боковых элементах держатся угловые кубики, причем угловые и боковые элементы ни с чем не соединены.

Центральные элементы (6 штук) — элементы, стоящие в середине каждой из 6 граней. Заметьте, что как ни вращать кубик, они никогда не меняют своего положения относительно других центральных элементов. Центральный элемент определяет цвет стороны кубика , потому что он не перемещается. Если центральный элемент, желтый — то на этой грани кубика будет именно желтая сторона. Точно так же и для всех остальных цветов. Когда я в объяснениях буду говорить «держите кубик желтой стороной кверху», а она у вас еще не будет собрана, значит, надо держать кубик желтым центром вверх .

Угловые элементы (8 штук) — элементы, стоящие на углах кубика. Имеют три грани, каждая гран своего цвета, они всегда остаются угловыми элементами независимо от вращений.

Боковые (реберные, сторонние) элементы (12 штук) — элементы, стоящие на стороне ребра кубика. Имеют два цвета и всегда остаются боковыми элементами (кубиками). Вы никак не сможете поставить угловой кубик на место бокового или наоборот. Некоторые иногда пытаются так делать…

Также заметьте, что все наклейки, находящиеся на поверхности кубика, всегда остаются на поверхности. Внутрь кубика никакой цвет никогда не уходит! Цвета на любом взятом элементе всегда остаются на своем элементе. Элемент нельзя никак «расщепить» на составляющие. Разве что молотком…

Понятие формулы, алгоритма или последовательности

Алгоритмом называют какую-либо последовательность вращений, при выполнении которой в позиции на кубике что-то меняется. Если проделывать один и тот же алгоритм несколько раз, то через некоторое количество повторов кубик вернется в исходное состояние.

Примеры алгоритмов (формул вращений):

П В П’ В’
Л В Л В2
Ф’ П В П’

Не обращайте внимание, что вы пока ничего не понимаете в этих записях. Как расшифровывать алгоритмы — объясню подробнее чуть ниже. Разговор сейчас про алгоритмы, которые могут быть и длиннее (например 15-16 ходов), а могут быть и коротким, даже одно движение какой-нибудь грани — это тоже алгоритм.

Что такое «послойная методика сборки»?

Это такая методика, где процесс решения кубика разделяется на 3 основные части : первый слой, второй слой и третий слой.

Вид «кубика Рубика» с собранным первым слоем.

Вид «кубика Рубика» с собранными первым и вторым слоем.

Вид «кубика Рубика» с собранными тремя слоями — то есть головоломка решена, кубик собран.

Начальная сторона — сторона с которой начинается решение. Это та сторона, которая собрана целиком, когда решен первый слой. На рисунке, где собран 1-ый слой, она белая.

Конечная сторона — сторона, противоположная начальной — в нашем случае желтая.

Ну вот, основные понятия вы уже знаете. Сейчас самое время понять, как читать язык вращений «кубика Рубика». Это важно, так как без этого вы ничего не поймете в записях.

Как читать формулы языка вращений «кубика Рубика»?

Язык вращений необходим для того, чтобы сформулировать на бумаге движения граней кубика, и одновременно сделать запись как можно более краткой и четкой. Язык устроен очень просто и через три минуты вы уже будете уметь «читать» на нем написанные алгоритмы и выполнять их.
Возьмите кубик в руку и держите его перед собой. Посмотрите на него , подмигните ему и скажите «-Привет кубик Рубика! Я тебя соберууу!». Так вот, у «кубика Рубика» есть шесть сторон, эти стороны кодируются одной буквой.

Стороны «кубика Рубика» в русской и английской нотации

Поворот стороны по часовой стрелке шифруется просто как буква, обозначающая эту сторону.
П – поворот правой грани кубика Рубика по часовой стрелке. В – поворот верхней грани по часовой стрелке. Л – левой грани. Н – поворот по часовой стрелке нижней грани кубика, если бы вы смотрели на кубик снизу. З – поворот задней грани «кубика Рубика» по часовой стрелке, если бы вы смотрели на кубик сзади. Не запутайтесь!

Направление вращения для любой стороны «кубика Рубика», определяется так, если бы вы смотрели на нужную сторону «в лицо»

Поворот стороны против часовой стрелки шифруется как буква, обозначающая эту сторону и штрих.
П’ — поворот правой грани кубика против часовой стрелки. В’ – поворот верхней грани против часовой стрелки. Л’ – левой грани и т.д.

Поворот грани на 180 градусов — это поворот два раза по часовой стрелке или два раза против часовой (что одно и тоже) – шифруется как буква, обозначающая сторону и цифра два.
П2 – поворот на 180 градусов правой стороны, В2 – поворот на 180 градусов верхней стороны, Н2 – поворот на 180 градусов нижней грани.

Не ясно? Красивые картинки, для пояснения

П поворот правой стороны «кубика Рубика» по часовой стрелке.

Это был короткий алгоритм, а вот при выполнении длинного алгоритма (длинной формулы) главное помнить, где расположена каждая грань во время выполнения последовательности. Можно очень быстро запутаться, поэтому, вот вам наверно самое главное правило при сборке кубика Рубика:

При выполнении алгоритмов — не вертите кубик в руках, держите его прямо перед собой

Одна тонкость - между цветами сторон и буквой, обозначающей сторону, никакой связи нет. Если вы держите к себе кубик зеленым боком, значит зеленая сторона в данный момент и есть фронтальная. В следующий раз вам нужно применить другой алгоритм, и вы повернули кубик белым боком, то уже белая сторона станет фронтальной.

Это все, теперь мы можем перейти к сборки кубика Рубика.

Итак, сама сборка состоит из 7-ми этапов , которые подробно будут описаны ниже. Но сперва следует немного подготовиться. Не бойтесь, это не займет много времени 🙂

Понимаю, что учить основы часто дело скучное и отбивает всякое желание, но они нужны!
Давайте вкратце.

Основные элементы кубика рубика

Центра

Это та единственная составляющая, что не может перемещаться, то есть именно вокруг центров мы собираем остальные элементы.

Ребра

Элементы, имеющие 2 цвета (наклейки), «соединяют» центра.

Углы

Сочетают в себе одновременно 3 цвета.

Наверняка вы уже покрутили свой кубик и обнаружили что вращается он не хаотично, а по вполне определенным правилам. Вы еще не покрутили его? Ну так давайте скорее изучим все возможные повороты !

L - поворот левой грани на 90 по часовой стрелке. R - поворот правой грани.

U - поворот верхней грани на 90 по часовой стрелке. D - поворот нижней грани.

F - поворот фронтальной грани на 90 по часовой стрелке.

‘ - штрих обозначает, что поворот направлен против часовой стрелки.

Русскоязычные обозначения кубика

Так как народ у нас русский, то приведем также русскоязычные обозначения составляющих кубика-рубика:

Может не так изящно, зато предельно ясно и понятно.

В дальнейшем формулы будут приводится также в двух вариантах.

Также в процессе сборки встретятся такие чудеса как П2 (R2) или Ф2 (F2)

Не пугайтесь, в таком случае нужно просто повернуть грань дважды , то есть сделать 180 градусов.

Язык вращений

Чтобы собрать кубик правильно и быстро нужно знать язык вращений. Давайте закрепим знания и прокрутим одну из формул. Она длинная, так что будьте внимательны:

R2 F R’ F’ D2 R2 U F U’ B L2 F2 R F2 U’ L F2 L B R’ D’ L’ D’ R F

(П2 Ф П’ Ф’ Н2 П2 В Ф В’ B Л2 Ф2 П Ф2 В’ Л Ф2 Л B П’ Н’ Л’ Н’ П Ф )

Фуууух, вы это сделали!! Правильно или нет? Что же, тут это не так важно, потому как кубик сломается в любом случае. Эта формула называется .

Отлично, кубик сломан, как видите никакого насилия не потребовалось. Теперь приступим непосредственно к сборке!

Этап 1 - Крест

Вообще то, как поговаривал мой учитель по сборке, первый слой может собрать любой пользуясь лишь логикой, и это действительно просто. А потому, если вы не лишены азарта, то попробуйте справиться сами , это будет даже полезней

А для тех кто не стал рисковать потерять самомнение мы продолжим

Итак, наша цель на первом этапе - собрать правильный крест , который выглядит вот так

В целом тут и объяснять то нечего, важно чтобы получился именно правильный крест, то есть цвета на ребрах соответствуют центрам кубика. Перед тем как приступить к следующему этапу, проверьте, что все именно так. Назовем этот пункт ПРОВЕРКА . Проверку нужно выполнять после каждого этапа, чтобы убедиться что вы делаете все правильно.

Видео: как собирать крест 3х3

Обозначения сторон и язык вращений русскими буквами

Прежде всего, договоримся о системе обозначений. Грани куба обозначаются буквами Ф, Т, П, Л, В, Н - начальными буквами слов фасад, тыл, правая, левая, верх, низ. Какую грань куба посчитать фасадной - синюю, зеленую и т. п. - зависит от Вас и от получившейся ситуации. В процессе сборки Вам придется несколько раз принимать за фасадную ту или иную грань, удобную для данного случая. Центральные кубики определяют цвет грани, то есть можно сказать, что даже в полностью перепутанном кубике центральные кубики уже подобраны и к каждому из них остается присоединить по 8 кубиков того же цвета. Центральные кубики обозначаются одной буквой: ф, т, п, л, в, н .

Реберные кубики (их 12 штук) принадлежат двум граням и обозначаются двумя буквами, например фп, пв, фн и т. д.

Угловые кубики - тремя буквами по наименованию граней, например, фпв, флн и т. д.

Прописными буквами Ф, Т, П, Л, В, Н обозначаются элементарные операции поворота соответствующей грани (слоя, ломтика) куба на 90° по часовой стрелке. Обозначения Ф", Т", П", Л", В", Н" соответствуют повороту граней на 90° против часовой стрелки. Обозначения Ф 2 , П 2 и т. д. говорят о двойном повороте соответствующей грани (Ф 2 = ФФ ).

Буквой С обозначают поворот среднего слоя. Подстрочный индекс показывает, со стороны какой грани следует смотреть, чтобы проделать этот поворот. Например С П - со стороны правой грани, С Н - со стороны нижней, С" Л - со стороны левой, против часовой стрелки и т. д. Понятно, что С Н =С" В , С П =С" Л и т. п. Буква О - поворот (оборот) всего куба вокруг своей оси. О Ф - со стороны фасадной грани по часовой стрелке и т. д.

Запись процесса (Ф" П") Н 2 (ПФ) означает: повернуть фасадную грань против часовой стрелки на 90°, то же - правую грань, повернуть нижнюю грань дважды (то есть на 180°), повернуть правую грань на 90° по часовой стрелке, повернуть фасадную грань на 90° по часовой стрелке.

Наряду с буквенной записью процессов применяется и матричная форма записи, где элементарные операции изображаются рисунком фасадной грани с соответствующими стрелками, обозначающими направления поворотов соответствующей грани.

Послойный алгоритм сборки кубика Рубика является далеко не единственным. Существуют и другие способы, о которых - на других страницах этого раздела.

Продолжение следует...