《【精编】魔方公式图解教程.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【精编】魔方公式图解教程.pdf（19页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.1文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.魔方新手教程蠡县实验中学（图 1）目录前言.错误!未定义书签。第一节认识魔方.错误!未定义书签。第二节魔方第一步.错误!未定义书签。第三节魔方第二步.错误!未定义书签。第四节魔方第四步.错误!未定义书签。第五节魔方第四步.错误!未定义书签。第六节魔方第五步.错误!未定义书签。第七节魔方的历史和知识.错误!未定义书签。前言魔方是匈牙利建筑学教授和雕塑家厄尔诺?鲁比克于 1974 年发明的机械益智玩具，因此它的英文名便称为Rubiks Cube。他发现 26 个同样大小的小立方块围绕
2、着同一个中心块转动，在他随手将魔方转了几下后，想将魔术方块复原是一件很困难的事，不久后Rubik 为自己的发明申请了专利，随后也就风靡了全球。魔方在1980 年代最为风靡，至今未衰。面世不久后，很多类似的玩具也纷纷出现，有些出自发明人鲁比克，有些则是出自别人之手。包括 4 4 4，2 2 2 和 5 5 5 版的魔方。作为魔方的发明人，鲁比克教授拥有匈牙利专利号#170062，却没有申请国际专利（他认为别人不大愿意生产这种玩具，文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.2文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.但实际上克隆产品几乎马上就出现了）。魔方别看只有 2
3、6 个小方块，变化可真是不少，魔方总的变化数为：我们常见的魔方是3x3x3 的三阶魔方，英文名Rubiks cube。是一个正6 面体，有 6 种颜色，由 26 块组成，有 8 个角块；12 个棱块；6 个中心块（和中心轴支架相连）见下图：第一节认识魔方学习魔方首先就要搞清它的以上结构，知道角块只能和角块换位，棱块只能和棱块换位，中心块不能移动。魔方的标准色：国际魔方标准色为：上黄下白前红后橙左蓝右绿注：（这里以白色为底面，因为以后的教程都将以白色为底面，为了方便教学，请都统一以白色为准）。图 2 前面 F 后面 B 左面 L 右面 R 上面 U 下面 D 文档来源为:从网络收集整理.word
4、 版本可编辑.欢迎下载支持.3文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.一个字母代表顺时针转90，字母加 表示逆时针转 90，加“2”表示转 180。如：F 前面顺时针旋转90U上面逆时针旋转90R2右面旋转 180认识公式：（图 3）（图 4）公式说明：实际上就是以上下左右前后的英文的单词的头一个大写字母表示（图 5）（图 6）（图 7）（图 8）第二节魔方第一步完成一层步骤一、首先要做的是 区分一层 和一面：很多初学者对于“一面”与“一层”缺乏清楚的认识，所以在这里特别解释一下：所谓一层,就是在完成一面(如图 2 的白色面)的基础上,白色面的四条边,每条边的侧面只有一种颜色,图(2
5、).如图（1）中心块是蓝色，则它所在面的角和棱全都是蓝色，是图(2)的反方向图（3）和（4）则是仅仅文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.4文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.是一面的状态,而不是一层!，图（1）图（2）图（3）图（4）注：图（2）和（4）分别是图（1）和（3）的底面状态想完成魔方，基础是最重要的，就像建筑一样，魔方也如此，基础是最重要的。由于上文提到过中心块的固定性，这一性质，在魔方上实质起着定位的作用，简单的说就是 中心块的颜色就代表它所在的面的颜色。步骤二、十字（就是快速法中的CROSS）第一种情况如图所示：公式为 R2：第二种情况
6、如图所示：（白色下面颜色为橙色，为方便观察，特意翻出颜色）橙白 块要移到上右的位置，现在橙白块在目标位置的下面。但其橙色片没有和橙色的中心块贴在一起。为（橙色下面颜色为白色，为方便观察，特意翻出颜色）文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.5文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.此们先做 D F即把橙色粘在一起，接着 R 还原到顶层,，F 是把蓝白橙还原到正确的位置(上面的 F使蓝白块向左移了 九十度)。公式为 D F R F 图解：当然，架十字不只只有上面两种情况，现我们在分析下其它的一些情况吧！如下图：橙白 块的位置己对好，但颜色反了，我就先做R2 化成
7、第二种情况，然后用还原第二种情况的公式即可！上面两种情况都为前右的块要移到上后的位置。我们先做R D 移到前下的位置，再做R“把橙白还原上去”，接着做 D2 移到后下的位置。上面两种情况分别化为上面 第一种 和第二种 情况。其对称情况亦是按类似上面的思想文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.6文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.来还原！如果刚开始时橙白块也还没对好，直接做R D 移到后下位置即可！步骤三、第一层角依然把十字放在顶层，还原角块时，我们首先在底层找有没有我们要还原的角，没有的话再到顶层去找！基本的两种情况为：公式：D R D R公式：R D
8、R 图解：公式：D R D R 公式：R D R 这两种比较简单，试着转就能明白其中的原理了。注意到没有?要还原的角块都在底层而且目标色（也就是白色）都是可见的，然而还可能会出现下面这种情况：咦！白色呢？原来在底面！这种情况我们称之为不可见，在还原时我们要做的就是令它的白色可见，同时它要位于底层！文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.7文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.先做 R 角处于后下右的位置，而且白色是可见的，然后做 D 或 D2 移到后下左或前下左，接着要再做 R 把白橙还原回去！再把那角移到前下右就是上面第二种情况了！最后还有 两种情况，就是
9、角块的位置已经对好，但颜色没对好，如下图：我们仍然要把上面的块移到底层并且要保持白色是可见的，然后令其归位。左 图情 况的 做法 是：先 做 R D R 化成第一种情况，然后用 第一种情况 的公式。文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.8文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.右图情况 的做法是：先做R D R D 化成第二种情况 即可！最终效果第二图为背面效果：第三节魔方第二步完成第二层搞定好第一层了！接着我们就要开始还原第二层了，首先我们把魔方倒过来，也就是把做好的第一层放到底层，如左图：好了，我们可以开始还原第二层，第二层找块时首先在顶层找有哪些块是可
10、还原的。由于白的对面是黄色，所以在顶层见到 没有黄色的棱块均是要还原到第二层的。第二层比较容易，来来去去也就三种情况，由于有两种是互为对称，其实也就只有两种情况而已。如下图：y R U R U R U R U R UR U R U R U R U R U 助记口诀（1）五顺五逆（2）五逆五顺图解：（1）五顺五逆文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.9文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.y R U R U R U R U R U（2）五逆五顺R U R U R U R U R U 小贴士：上面两个公式互为对称，都是10 步，最后一步没有实际意义，只是加入令
11、口诀更加容易记住而已，可以不做第10 步！还有的情况就是位置正确但颜色没对好，或者已经在第二层但位置不对。如下两图：这类情况要怎么办呢？我们先从顶层随便 找个块“还原”到前右的位置（不论是不是含有黄色的棱块，都可以！），那蓝红 块自然会移到顶层（被替换出来了），接着适当转顶层就会出现和步骤二开头介绍的两种情况之一最终效果第二图为另三面效果第四节魔方第四步顶层十字 OLL 注：OLL 就是要把顶层颜色统一，即顶面 为黄色。这里（图 7）文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.10文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.以黑色代替从现在开始的图片都是从顶面向下看的
12、俯视图。黑线代表顶层的颜色。注意魔方一定要按照图的样子摆好！图的下面则是魔方的前面，也就是你面对的面，图的正面则是魔方的顶面。（如图 7）完成了第二层，接下来是在顶层架“十”字，先不管角块的颜色到底如何，只关注棱块，而且只看顶面的颜色（即黄色），最多做两次相似公式就可以在顶层架好十字。公式 1：FRUR U F公式 2：f RUR U f图解：公式 1：FRUR U F助记口诀：左右上顺右上左逆公式2：f RUR U f助记口诀：左右上顺右上左逆注：上公式可以发现公式1 与公式 2 只有前后的 F 和 f 大小写之分，所以记一个公式就可以我们最终的目的是使得顶面变成这样，如果你的魔方顶面已经是
13、这样了，那这一步就可以直接跳过，不过不是每次都会这样幸运的，公式还是需要背的。下面就是顶层三种状态和拧法。状态 1 目标状态状态 2 目标状态状态 3 状态 2 目标状态文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.11文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.第五节魔方第四步顶层颜色归位鉴于初学者都不喜欢背公式，所以这里只使用一个公式，当然如果想快速还原魔方的话，可以增加公式的数量，但就还原来说，用这一个足够了。_ 顶层翻角颜色的公式：R U2 R U R U R 助记：右逆上顺顺，右顺上逆，右逆上顺（再）右顺图解：顶层拧完十字以后共有7 种情况，下面就是顶层角颜色
14、的7 种情况和拧法。第一种：这种情况做一次公式就可以变成第二种：这种做一次公式：先文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.12文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.后；再 U2变成后；再做一次公式：就会成功了！第三种：的使用公式：变为再使用公式：文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.13文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.成功！第四种：使用公式：先再 U使用公式再 U2使用公式成功！第五种：使用公式：先+U使用公式+U2使用公式成功文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.14文档来源为:从网络收
15、集整理.word 版本可编辑.第六种：使用公式+U使用公式成功！第七种：使用公式：使用公式+U2使用公式成功！文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.15文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.第六节魔方第五步全部还原魔方PLL步骤 1、还原角位置最后还原的状态一定可以找到一个或者多个颜色和位置都对的角，如果四个都对了的话，这部分可以略掉.首先找到只有一个正确的角块（有两个正确的话，做U 或者 U可以变成 a 或者 b），则一定会出现 a 或 b 图，这里只介绍 a 的公式。公式：x R2 U2 R D R U2 R D R x 图解：U此公式效果为下图所示左
16、下角块（标住为红色）不动，其他三个角块 标住为绿色）逆时针顺序互换一次位置文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.16文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.一共三种情况，分别是：a b c 情况 a直接做一次公式就可以调整好角的位置，情况 b需要做两次，如果遇到情况 c 就随便挑选一个方向拧一次公式，然后就会是情况a 或者 b 了。完成后效果如下图（1）、（2）所示：（1）（2）步骤 2、还原棱位置：最后一步，调换棱块位置，右面的图也是俯视图.注：公式里面的括号（）是帮助记忆公式的，没有特殊意义公式：(R U R)(U R U R)(U R UR2)图解：（
17、）（两层两层）（）A 文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.17文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.需要重复两遍公式B 公式+U+公式公式+U+公式如果遇到这两种情况就随便挑选一个侧面当作前(?)（注：顶面还是不可以变的，这里的顶面是黄色），做一次公式，然后就会出现A或者 B的情况了到这你已经会还原魔方了_！第七节魔方的历史和知识一、魔方的历史鲁比克艾尔内是匈牙利的建筑学和雕塑学教授，为了帮助学生们认识空间立方体的组成和结构，所以他自己动手做出了第一个魔方的雏形来，其灵感是来自于多瑙河中的沙砾。1974年，鲁比克教授发明了第一个魔方（当时称作Magic
18、Cube），并在 1975年获得匈牙利专利号，但没有申请国际专利。第一批魔方于 1977年在布达佩斯的玩具店贩售。与Nichols 的魔方不同，鲁比克教授的零件是像卡榫一般互相咬合在一起，不容易因为外力而分开，而且可以以任何材质制作。1979 年九月，Ideal Toys公司将魔方带至全世界，并于1980 年在伦敦、巴黎和美国的国际玩具博览会亮相。展出之后，Ideal Toys公司将魔方的名称改为Rubiks Cube，1980年五月，第一批魔方在匈牙利出文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.18文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.口。当初厄尔诺鲁比克(
19、Ern Rubik)教授发明魔方，仅是作为一种帮助学生增强空间思维能力的教学工具。要使那些小方块可以随意转动而不散开，不仅是个机械难题，这牵涉到木制的轴心，座和榫头等。直到魔方在手时，他将魔方转了几下后，才发现如何把混乱的颜色方块复原竟是个有趣而且困难的问题。鲁比克就决心大量生产这种玩具。魔方发明后不久就风靡世界，人们发现这个小方块组成的玩意实在是奥妙无穷。二、魔方的种类二阶魔方：二阶魔方的英文官方名字叫做Pocket Rubiks Cube或Mini Cube，中文直译叫做“口袋魔方”。它每个边有两个方块，官方版本之一魔方边长为40 毫米，另外一个由东贤开发的轴型二阶魔方则为50 毫米。二阶
20、魔方的总变化数为 3,674,160 或者大约 3.67106。二阶魔方（Pocket Cube）又称口袋魔方、迷你魔方、小魔方、冰块魔方，为 222 的立方体结构。本身只有8 个角块，没有其他结构的方块。结构与三阶魔方相近，可以以复原三阶魔方的公式进行复原。四阶魔方：四阶魔方的英文官方名字叫做Rubiks Revenge相对于三阶来说就要复杂的多，它的构成分为两类，一类中心是一个球体，每个外围的小块连接着中心球的滑轨，在运动时候会沿着用力方向在滑轨上滑动。第二类是以轴为核心的四阶魔方，其实这类四阶魔方就是隐藏中层的五阶魔方，内部的小零件即为五阶的侧心块和中棱块，中轴上有防止锁死的突起装置。作
21、为竞速运动来说第二种构成的四阶魔方运动速度快，不易在高速转动中卡住。四阶魔方的英文官方名字叫做Rubiks Revenge，直译过来是“魔方的复仇”。官方版本大概边长为67 毫米，Mefferts版本为 60 毫米。四阶魔方被认为是二至五阶魔方中最不好复原的，虽然五阶魔方的变化种类比四阶多，但是四阶魔方的中心块并不固定，也就不能用一般的方法进行复原。五阶魔方：五阶魔方的构成与四阶魔方基本相同，世界上总共有三种结构的五阶魔方，即M5，R5，V5。每发明一种新的高阶魔方都要经过很长时间，因为不仅要考虑到项目的可行性，还要考虑如果将魔方作出来后能不能稳定的用于转动。正是由于这个原因，五阶魔方是官方公
22、布的最高阶魔方，其结构也不是一般的爱好者可以想象出来的。高阶魔方：六阶魔方、七阶魔方、九阶魔方、等等其他种类魔方：镜面魔方、Square1、Pyraminx、Megaminx、Skewb Cube、非对称魔方、捆绑魔方、连体魔方、异型魔方、衍生魔方、魔板、魔表、等等。三、魔方的各种玩法普通玩法：这类玩法适合拿魔方当作放松和娱乐的爱好者。他们通常仅仅满足于复原一个魔方，不会追求更高的标准。45 岁的英国建筑工文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.19文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.人格雷厄姆帕克就花费了26年还原一个魔方。竞速玩法：竞速玩法竞速玩法出现
23、的具体的时间已经难以考证。当爱好者们已经能够熟练复原魔方的时候，就开始追求最快的复原。竞速复原有几个要点：使用的方法要最简便，但是随之产生的问题是步骤越少，需要记忆的公式就越多；使用的魔方需要最适合竞速使用，不会卡住或者打滑，所以出现了为魔方专用润滑油；灵巧的双手，因为拥有方法和好的魔方不是最重要的，双手能够熟练的转动魔方才能有最高的效率。世界上复原魔方速度最快的人曾经在6.77 秒成功还原了一个三阶魔方（记录创造于 Zemdegs）最少步骤还原：这是最为艰难的玩法，在这种玩法或者比赛中，不能转动魔方，只能用眼睛观察魔方的状态，然后思考出最少的步骤来解决魔方。虽然还没有人能证明出魔方的最大打乱
24、状态（即需要用最多步骤还原的状态）是什么，但是普遍认为经过50 步无规则的打乱，3 阶魔方就能达到最大状态，此情况下恢复原状需要22 步。目前的世界纪录是22 步还原。将任意打乱三阶魔方还原所需要的最小步数被称为上帝之数，2010年 7 月，上帝之数已被证明为20。盲拧：盲拧可以说是每个魔方玩家的梦想。盲拧的定义就是不用眼睛观看魔方（可以记忆），进行复原的过程。计时是从第一眼看到魔方开始的，也就是说记忆魔方的时间也算在总时间内。这种玩法对一个人的记忆力和空间想象力有极大的考验。目前盲拧世界纪录为30.94 秒，由庄海燕保持。单拧：即单手转动魔方进行复原，对手指的灵活程度要求很高。因为没有另外一只手的帮助，魔方难以保持平衡，尤其是在高速转动的过程中。目前世界纪录为Lee Seung-Woon创造的 11.97 秒。脚拧：虽然听起来有些不可思议，但是却是有人用脚来复原魔方。世界纪录为 Chang Jee-Hoon创造的 36.94 秒花式拧法：尽管有些人不喜欢竞速或者最少步骤还原的玩法，而钟情于创造美丽的图案。事实上这也是相当有难度的，因为要预测每一块的移动并不是很简单。结束了魔方之旅，同学们，你们有多少收获呢？