二階魔方教程V2.1(2017/12/20)_碧海風雲

二階魔方總述

二階魔方(英文:Pocket Cube),英文直譯為「口袋魔方」,為2×2×2的立方體結構。本身只有8個角塊,沒有其他結構的方塊。

8個角塊的位置均可進行任意互換,所以總共有8 !種狀態。

以一個角塊不動作為參考角塊,其他7個角塊都能任意轉換方向,所以總共有3?種狀態。

在空間中旋轉則不計算方向不同而狀態相同的魔方,實際上的準確狀態數還應除以24。

綜上,二階魔方的變化總數為:

即3,674,160種變化狀態。

還原方法

二階魔方結構與三階魔方相近,可以利用「三階魔方層先法」的一部分原理進行還原。

二階魔方還原,分為以下三個階段:

  1. 第一階段:還原頂層。
  2. 第二階段:翻轉底層角塊,對齊底層顏色。
  3. 第三階段:調整底層角塊位置,還原完成。

第一階段——還原頂層角塊

二階魔方角塊,其相對位置是不固定的。所以,首先需根據整體情況來確定角塊的相對位置。一般來講,「標準配色」下的二階魔方,其相對位置為:頂白、底黃,四個側面逆時針順序是紅、藍、橙、綠。

確定好相對位置後,開始還原頂層角塊,即是將散落在各層的4個角塊歸位,其可能位於3類8種位置。

  1. 【第一類】,以頂層為目標,需歸位的角塊位於【底層】且【頂層色塊】位於【側面】。
  2. 【第二類】,以頂層為目標,需歸位的角塊位於【底層】且【頂層色塊】位於【底面】。
  3. 【第三類】,以頂層為目標,需歸位的角塊位於【頂層】但其方向或位置錯誤。方向錯誤,指需歸位角塊處於正確的角塊位置,但色塊方向錯誤。位置錯誤,指需歸位的角塊處於錯誤的角塊位置。

以上各種位置,其中「第一類」兩種位置稱為「【標準位置】」,即相對頂層為目標,需歸位的角塊位於【底層】且【頂層色塊】位於【側面】。其餘各種位置,均可通過一定旋轉,以【校正為標準位置】。

標準位置

首先,通過頂層角塊當前所在位置及方向,以判斷其是否符合標準位置特點;其次,試探性旋轉需歸位角塊所在的底層,觀察角塊與目前處於頂層其他角塊的相對位置,以判斷其處於【標準位置之甲】或【標準位置之乙】。

小結

以上還原頂層角塊的「甲」、「乙」兩種「標準位置」轉法,可以歸納為「【左右對稱轉法】」。

標準位置之甲,角塊在右,轉法是:左讓角、下右面、右回角、上右面;標準位置之乙,角塊在左,轉法是:右讓角、下左面、左回角、上左面。

如此,不難看出左右對稱的含義。從轉法角度:D,底面向右旋轉90°,左右對稱轉法為D,底面向左旋轉90°;L,左面向下旋轉90°,左右對稱轉法為R』,右面向下旋轉90°。

在魔方還原中,很大程度上都需要用到【左右對稱轉法】,來處理具有「左右對稱位置」現象的情況。不僅在二階魔方後續的還原步驟中有所體現,而且在三階、高階魔方還原中亦是一個通用的原理。

校正為標準位置

第二類、第三類角塊位置,均可通過一定旋轉以【校正為標準位置】。

轉法思路為:第一步,將【需校正的角塊】旋轉至【底層】且將【頂層色塊】置於【側面】,但與該角塊位於同一軌道面上的另一個角塊會被破壞;第二步,將【需校正的角塊】與此前【被破壞的角塊】【分離】;第三步,將此前【被破壞的角塊】【轉回】;最後,旋轉底層即可將【需校正的角塊】置於標準位置。

不難看出,該轉法其實是【標準位置轉法】原理的【逆向思維】。

第二階段——翻轉底層角塊

翻轉底層角塊,對齊底層顏色。底層角塊方向,其可能位於7種位置。

以上「【位置甲】」、「【位置乙】」兩種位置稱為「【標準位置】」,即底面有1個角塊方向正確,其餘3個角塊需翻轉方向。其餘各種位置,均可通過一定旋轉,以【校正為標準位置】。

標準位置

標準位置之甲,【方向正確的角塊】置於【左后角】,將其餘3個角塊【逆時針翻轉方向】並同時【順時針互換位置】。

標準位置之乙,【方向正確的角塊】置於【左后角】,將其餘3個角塊【順時針翻轉方向】並同時【逆時針互換位置】。

不難理解,「標準位置之乙」即是「標準位置之甲」的【逆轉法】。

校正為標準位置

「甲」、「乙」兩種標準位置,原理是將相鄰的3個角塊「逆時針翻轉方向且順時針互換位置」、「順時針方向且逆時針互換位置」。對於其餘非標準位置,亦不難理解,只要找到合適的位置,利用【標準位置之甲轉法】或【標準位置之乙轉法】即可轉化為【標準位置之甲】或【標準位置之乙】。

以下介紹「位置丙至庚」,通過調整魔方整體方向及統一使用【標準位置之甲轉法】,以校正為【標準位置之甲】或【標準位置之乙】。

第三階段——調整角塊位置

二階魔方還原進入最後一個階段,調整底層角塊位置。

底層角塊可能位於3種位置:

  1. 【位置甲】:1個角塊已經歸位,其餘3個角塊需「逆時針」互換位置。
  2. 【位置乙】:1個角塊已經歸位,其餘3個角塊需「順時針」互換位置。
  3. 【位置丙】:4個角塊位置均不正確。

以上「【位置甲】」、「【位置乙】」兩種位置稱為「【標準位置】」,即底面有1個角塊已經歸位,其餘3個角塊需互換位置。「【位置丙】」可通過一定旋轉,以【校正為標準位置】。

標準位置

標準位置之甲,底面【位置正確的角塊】置於【右前角】,其餘3個角塊需【逆時針互換位置】。

標準位置之乙,底面【位置正確的角塊】置於【右前角】,其餘3個角塊需【順時針互換位置】。

不難理解,「標準位置之乙」即是「標準位置之甲」的【逆轉法】。

校正為標準位置

【位置丙】,即底層4個角塊位置均不正確。此時,任意使用【標準位置之甲轉法】或【標準位置之乙轉法】即可轉化為【標準位置】。

還原二階魔方大功告成!

至此,還原二階魔方,便大功告成!


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版本說明

當前版本:V2.1

V2.1——2017年12月20日

1.優化辛馬斯特標記(公式符號)示意圖。

2.修正電子書版導航的錯誤。

V2.0——2017年5月10日

1.重新編寫各篇章,著重講述轉法原理。

2.按需補充多角度圖示。

3.全面優化視覺效果。

V1.0——2012年2月18日

初版

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