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2021年1月31日 星期日

三階(3X3X3)魔術方塊教學


1. 介紹: 
魔術方塊是1974年由匈牙利的建築系教授Rubik所發明, 第一個魔術方塊是木頭做的, 沒有上色, 如下方的連結


方塊的原始名稱為"Magic Cube", 1980年Ideal Toy Corporation公司以發明者的名字命名為"Rubik's Cube"量產



2. 構造:
魔術方塊拆開之後, 可以發現是由三個部分所構成

上圖中央為中心塊(Center)+藏在內部的軸心, 每個中心只有一個顏色, 魔術方塊的標準配色為白色的對面是黃色, 紅色的對面是橘色, 藍色的對面是綠色, 如果黃色朝上藍色朝前的話, 右邊就是紅色 (另有日本配色, 由於很少見, 在此就不探討)

上圖左為邊塊(Edge), 總共有12個邊塊, 每個邊塊有兩個顏色

上圖右為角塊(Corner), 總共有8個角塊, 每個角塊有三個顏色


3. 轉動符號:

上圖是魔術方塊的轉動符號, 以F為例, 前面順時針旋轉90度是大寫F, 逆時針旋轉90度是F', 其他面以此類推, 英文字母加上 ' 代表逆時針旋轉, 大寫字母表示只轉動一層, 小寫字母表示轉動兩層

若是無法判斷哪個方向是順時針? 哪個方向是逆時針的話, 以L面為例, 我們可以轉動整個方塊, 讓L面朝前, 這樣就可以判斷L面的哪個方向是順時針, 哪個方向是逆時針了

此外, 若是符號後面加上數字的話, 代表轉動的次數, R2表示R轉兩次, 也就是轉動180度


另外還有如上圖的符號, 左側是中間層轉動的符號, 右側是整個方塊轉動的符號, 整個方塊轉動符號其實有兩種, 有一種是將朝上的方向定義為z軸, 這是比較早期的定義, 上圖是將朝上的方向定義為y軸, 上圖也是目前主流的符號, 可以把它想成是一般數學的座標軸逆時針旋轉一個方向



4. 難度:
方塊的難度我分成五級, 最簡單為1顆星, 最難為5顆星, 三階魔術方塊定為3顆星, 這樣大家就很容易可以比較方塊的難度, 若我覺得比三階方塊難的話, 就會是4顆星或是5顆星, 如果比三階方塊簡單的話, 就會是1顆星或是2顆星, 和三階方塊難度差不多的話, 就維持3顆星難度

不過方塊的難度判斷很主觀, 這和你以前玩方塊的經驗和學習過的解法有關, 若方塊的結構/解法和以前學過的方塊很相似或是學過類似的解法的話, 自然就會覺得很簡單, 反之, 若是以前沒有玩過類似的方塊或使用過類似的解法的話, 就會覺得很困難

另外, 難度的設定也和容不容易理解, 公式是否很複雜等等因素有關



5. 解法:

魔術方塊的解法很多, 大致分成幾類
1. 一層一層解(LBL), 顧名思義, 就是一層一層解, CFOP因為一次解兩層, 算是LBL的改良進階法
2. 部分方塊法, 先完成方塊的一塊區域(例如2X2X2), 再逐次完成其他區域, 代表方法是Petrus Method, Lar Petrus曾在第一次世界魔方大賽中(1982)年拿到第四名的成績(單次24.57秒)
3. 邊角分開法, 先邊後角或是先角後邊, 這也是一般盲解所採用的概念


那些YouTube常看到的 ,號稱給"初學者"的基礎解法(像是雙公式, SCAF....), 幾乎清一色都是LBL法, 這些方法容易學習容易上手, 但是遇到"異形方塊"幾乎都是舉手投降, 我個人覺得如果想學異形方塊的話, 除了這些LBL的基礎解法之外, 8355是必學的方法

(8355法)
三階(3X3X3)魔術方塊教學 (8355法) 8355法是楊梅高中數學老師許技江老師所發明的三階魔術方塊解法, 特點是公式少容易理解, "工作區"的觀念除了可以用在三階方塊之外, 也可以用在其他的異形方塊上面, 是必學的魔術方塊解法 

8355中常用的"左下右上"或是"下左上右"的口訣, 廣泛的被各種方塊教學採用


魔術方塊教學影片:













(LBL法)




(CFOP法)
Fridrich Method 是全世界最多人使用的速解法, 也是目前世界上最快速的解法. 發明人是一位叫Jessica Fridrich的女士, Fridrich在1980年代就發明了這套解法

解法分為四個部份:
底層十字(CROSS)→第一第二層(F2L)→最後一層的角度(OLL)→最後一層的排列(PLL) ,所以又稱為CFOP法。

通常會先學PLL, 因為公式較少(21個), 而且學會之後速度提升很明顯

CROSS隨時都能學, 重點是要思考如何在7步之內完成十字, 這部分沒有公式, 只能依照經驗或是參考高手們的作法(有些高手的影片會有打亂步驟, 以及之後的CFOP的所有步驟)

OLL公式太多, 所以最後學

F2L雖然公式也多, 但是大多可以理解, 所以可以在PLL之後學
F2L其實也有免公式法, 如下方的教學影片, 將F2L拆分成四個小步驟, 這樣可以完成所有的F2L, 另外下方影片也有免公式F2L的加速法, 可以將F2L的四個步驟簡化成兩個步驟


首先, 我們將F2L分成四種類型
(1) 角在第1層, 邊在第3層
(2) 角在第3層, 邊在第2層
(3) 角和邊都在第3層
(3) 角和邊都在下兩層

根據不同的類型我列出以下的公式, 雖然說是"公式", 但是其實看一看就懂, 完全不需要硬背









免公式F2L教學影片:


免公式F2L加速法教學影片:






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