Constrained Cubes General Solution

Constrained Cubes 通用解法

Constrained Cubes,一套共四個,為TomZ的新作品,由Calvin出品。

另外Latch Cube II是日本的Okamoto的作品。


  1. 結構分析
  2. 解法
  3. 結語

結構分析

TomZ的Constrained Cube整組共四個,分別為

  1. 每個面只能轉正負90度角;
  2. 每個面只能轉正負180度角;
  3. 每個面只能轉正負270度角;
  4. 各面混合,黃色面能自由轉動,紅橘面為正負90度,藍綠色面180度,白色面無法轉動。

而Okamoto的Latch Cube II即為Constrained Cube的正負90度版本。

在計算有幾種變化方面,這四顆方塊,不看中心塊的話,都可以轉出所有的3x3x3方塊的情況,

因此都有 (8!*3^7*12!*2^11)/2 = 43,252,003,274,489,856,000 種變化。

但若把中心塊計算進來的話,則會有一點點的差別,

  1. 90度版(或Latch Cube II):每個中心有兩種角度變化,但90度的將會成對出現,因此再乘以 2^5 = 32 種。
  2. 180度版:每個中心有三種角度變化,同樣的道理,90度將會成對出現,但是會關係到此方塊原始的設定,前5個面的變化為 3^5 = 243 種,最後一個面若一開始的設定是在中間的位置,就只會有一種情況,若一開始是在左右兩邊的位置,則會有兩種情況,必須再乘以 2 ,即為 243*2 = 486 種。我手中的版本是前者,所以只有 243 種。而雖然後者變化比較多,但在解的時候是前者稍微麻煩一些。
  3. 270度版:每面有四種角度變化,與一般中心有方向的3x3方塊相同,有 4^6 / 2 = 2048 種。
  4. 混合版本:留一個90度面(紅面)最後計算,白色面不動,1種;藍綠色面180度,各3種,橘色面90度,2種;黃色面自由動,4種,共 3x2x4 = 24 種變化。

 

解法提示

雖然這四顆方塊的配置不一樣,但下面的方式皆可以解出來。

值得一提的是,這套解法,也可以拿來解一般的3x3方塊,算是一種理解性的解法。只例用「RUR'U'」即可解出。

步驟○、每一面逆時針轉到底

像下面的情況就是逆時針轉到底:

下面的為順時針轉到底,就是錯誤的情況:

而轉在中間的話,也是適用本解法,但是為了方式,建議還是逆時針轉到底:

 

步驟一、換三邊

第1步 換三邊
EP1 RUR'U' 最基本的動作,下面所有的公式都是由此拼湊出來的。
EP2 F-RUR'U'-F'

原理:
++

這個步驟,會把12個邊的位置都換好,如下圖:

方向相反沒關係,但位置要正確。

 

但,相信網友們馬上就會遇到問題了,就是換到最後,會出現單對調的情況,如:

此時就表示您的方塊的完成狀態,不允許每個面的中心逆時針轉到底,因此必須先把方塊的完成狀態,視為最後一面逆時針90度的情況,如下:

等待此狀態完成時,把最後一面順轉90度即可。

所以若您的方塊最後會單對調的話,下面即為這個步驟的完成狀態:
 

 

步驟二、邊塊方向

調整邊塊方向
EO1 (FRUR'F'U')2

四個邊翻方向,但比較難剛好遇到此種情況,所以可以改進成下面兩個邊翻方向。

EO2

(FRUR'F'U')2-
L-
(FRUR'F'U')2
L'

翻兩邊方向,原理:
+++

事實上,上面EP及EO可以同時完成,仔細觀察每個邊塊要去哪個位置,什麼方向,即可減少不少轉動次數。

 

步驟三、角塊位置

第3步 換角位置
CP1 (RUR'U')3

就是用換三邊的公式做三次。同樣的,我們也可以改進成換三角的情況。

CP2

(RUR'U')3-
D-
(RUR'U')3-
D'

原理:
 +++

另外,方塊大師陳啟仁提供了一個比較短的公式「RUR'DRU'R'D'」同樣可以達到此效果。

 

步驟四、角塊方向

接下來就剩下最後一步驟了!

第4步 翻角方向
CO1 RUR'U'RUR'-
D-
RU'R'URU'R'-
D'
此公式原理一樣是用CP的方式湊出來的,在此就省略此部分的唇舌了。

恭喜你,終於完成了Constrained系列方塊!

 

其實只用上面的EP->EO->CP1->CO1就可以把一般的3x3方塊解出來了,而且只用RUR'U'這個動作而已。算是3x3x3方塊的一種理解的解法。

 

結語

註一、180度方塊解法

180度方塊,用上面的解法一樣可以解出來,不過若讀者有學過「百慕達方塊解法」的話,可以用同一套來解,其實會比較快!

方法為:一開始不要逆時針轉到底,而改成轉到中間,如下圖:

這樣就每個面起手都可以順或逆轉,限制比較少,會比較容易一些。

 

註二、270度方塊解法

270度方塊,若讀者已經會普通3x3方塊解法的話(相信會想要學Constrained Cube的人都應該會了),有個最簡單且直覺的解法,就是完全照普通3x3的解法來解,如果遇到轉不過去而卡住的話,就反方向來轉即可。

例如:
 
要順轉180度,不能轉的話,就改成逆轉180度即可。

或是順轉90度不能轉,就改成逆轉270度。

這樣,解法就跟普通3x3x3一樣了。

 

註三、增加難度

Constrained Cubes其實只差在中心塊,而此套通用解法就是每個面解完後,都是盡量逆時針轉(最多一個面不是)。

所以要增加難度的話,就是還要能調整中心塊方向。舉來說,

1) 270度方塊,轉好後,除了黃色面中心外,每面要順轉到底:
 

 

或是

2) 180度方塊,轉好後,除了黃色面中心外,每面要在中間。

3) 180度方塊,轉好後,除了黃色面中心外,每面要順轉到底。

4) 90度方塊,轉好後,白藍紅面要順轉到底,橘綠面要逆轉到底。

聰明的讀者,您有辦法轉出來嗎?