Rubicキューブのシミュレータ

Winning WaysのRubicキューブの直し方(curing)が分ってきた. 実はその理解のために今回のシミュレータを書いたような次第だ.

島内本では6つの面をtop, north, east, south, west. bottomというが, 今回はWinning Ways流(というかDavid Singmaster流)にUp, Back, Right, Front, Left, Downとする.

各面の回転は時計まわりにU,B,R,F,L,D; 反時計まわりにはU',B',R',F',L',D'. またWinning Waysの説明には, 真ん中の段の回転もあり, それにはギリシア文字α,β,δ,γ,ε,ωを使う. εとωはeastとwestのようで覚えやすい.



このブログでは, 各小体の面を下の図の左のように表す.



右の図は操作の順で, まず下段の辺の2面体Aから始めEへとステージを進める.

A) Aの2面体を向きも合わせて定位置に置く.
B) Bの3面体を向きも合わせて定位置に置く.
C) Cの2面体を向きも合わせて定位置に置く.
D) Dの2面体を定位置に置く. 向きは気にしない.
E) Eの3面体を定位置に置く. 向きは気にしない.
F) Dの2面体とEの3面体の向きを合わせる.

Winning Waysではこれらの各ステージを

A) Aloft, Around (Adjust) and About.
B) Bottom Layer Corner Cubelets.
C) Central Layer Edge Cubelets.
D) Domiciling the Top Edge Cublets.
E) Exchanging Pairs of Top Corners.
F) Finishing Flips and Fiddles.

という.

ステージA) 下段は操作しにくいから, 上段のDの位置に集めてから各側面を回転してAに置く. Aのステージは簡単で, Aloft, Aroundなどはあまり関係ない.

ステージB) すでに置き終えたAの2面体に影響しないようにBの3面体を置く. 例えば面の図のpsの3面体(矢印の先)を置くには, それが上段にあればcnq の位置に来るように上段を回転し, 底の面の色がqにあればB1, nにあればB2, cにあればB3を実行する. 3面体が下段にあればいづれかの操作で上段に上げてから今の操作を行う.



図A) B1:F'U'F 底の面の色がqにあるとき
図B) B2:RUR'底の面の色がnにあるとき
図C) B3:F'UFRU²R' 底の面の色がcにあるとき

3面体が下段に移る他, orの2面体や上段のキューブにも影響があるが, そこは後で処理するので問題ではない.

ステージC) etかblにあるDの2面体をorのC(矢印の先)に移動する. 下段が揃っているから, 単純な面の回転は出来ない.



図D) C1:URU'R'U'F'UF oの色がUの面にあるとき
図E) C2:U'F'UFURU'R' rの色がUの面にあるとき

ここまでで下段と中段が揃う. この後は上段の2面体Dと3面体Eの入れ替えになる.

ステージD) 上段の2面体etとgを交換する.



図F) D1:UFRUR'U'F' 2面体bl, 3面体ai, cnq, hvも替わったように見えるが, これらは向きが替わっただけで, 位置は前のままである. 上段の2面体, 3面体の向きは最後のステージFで修正するから, 今は気にしない.

ステージE) 3面体cnqとhvを交換する(mono swapという).



図G) 1月22日のブログのG)巡回 で3面体aiがcnq, cnqがhv, hvがaiに移動している. これを3面体の交換2回でもとに戻す.
図H) 上段のT'の回転.
図I) E:FDF²D²F²D'F'=M_sを実行. Hの赤丸と青丸の3面体を交換した. 中段と下段にも変化があるが, 上段はこの2つが変わっただけなのに注意.
図J) 上段のT'の回転.
図K) E=M_sを実行. Jの赤丸と青丸の3面体を交換した. 上段の3つの3面体は希望の位置に移った. M_s²=1なので, 中段と下段がもとに戻ることに注意.

ステージF) 上段の3面体と2面体の向きを合わせる.

3面体の場合


図L) 1月22日のブログのH)ねじり で3面体cnqが時計回りに, hvが反時計回りにねじれている.
図M) F1=(F'RFR')²=M_aで3面体cnqを反時計回りに回転する. 中段と下段にも変化があるが, 上段はこの3面体が回転しただけなのに注意.
図N) 上段のT'の回転.
図O) F2=(RF'R'F)²=M_cで時計回りに回転する. 中段と下段はM_aM_c=1で元に戻る. 後は上段をT回転する.

2面体の場合


図P) F)隣辺向き替え で2面体blとetの向きが反転している.
図Q) F2=(εR)⁴=M_eでblを反転する.
図R) 上段をT'回転する.
図S) F2=M_e を実行する. 中段と下段はM_e²=1で元に戻る. 後は上段をT回転する.

この方法はM_s²=1, M_aM_c=1, M_e²=1をうまく利用していて面白い.