Автор Тема: Классификация «шарнирных» («twisty»), а точнее ГРУППОВЫХ головоломок  (Прочитано 18252 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Philipp

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2 501
  • Пол: Мужской
  • С Администратором лучше не спорить.
Внимание! Это только часть сообщения, которое будет дописываться с учётом, в том числе и на основании Ваших мнений и мыслей, которые могут повлиять на моё нынешнее, в пользу истины.

Приглашаю всех к дискуссии по данной теме.

Вступление.

С самого начала собирательства у меня и, наверное, у многих, как только в собрании головоломок их количество превышает занимаемое место на 2-3 полках, возникает вопрос по какому принципу их расставлять на них, группируя по различным признакам. Ситуация быстро усугублялась по мере их приобретения, учитывая проблему с местом размещения. С увеличением количества и разнообразия головоломок, всё чаще возникала ситуация, когда мне было сложно решить на какой из полок правильней разместить очередной экземпляр.



Когда я смог решить проблему с местом для удобного и красивого размещения коллекции в отдельной комнате на специально заказанных витринах, этот вопрос потребовал окончательного решения для логичного размещения головоломок.

Головоломки для переезда были упакованы в коробках без особой системы и вначале просто расставлялись с минимальной сортировкой, так как ещё не понятно было какой объём по видам они займут на стеллажах. После этого началась осмысленная сортировка прямо на них. Процесс занял месяц, и в процессе пришлось увеличить количество витрин. Результат можно посмотреть здесь http://twistypuzzles.ru/forum/index.php/topic,74.0.html.

Что важнее, форма, материал или может сложность решения?..

Большинство старейших коллекционеров, поломав немало копий в своё время на этом вопросе, устало размышлять на эту тему, и сортируют головоломки по форме. Этому способствовало ещё и очень скудное разнообразие механизмов шарнирных головоломок прошлых лет по сравнению с современностью.



Я считаю, что раньше и ныне форма не может являться основным признаком классификации шарнирных головоломок, так как совсем не отражает её сути как головоломки.

Ситуация осложняется тем, что таких признаков десятки, не у всех головоломок может быть одинаков набор их и приоритет этих признаков спорен и для каждой головоломки может отличаться также. А для создания всеобъемлющей и логичной классификации необходимо определить это. Один из путей решения проблемы признаков это их группировка по похожести и присвоения этим группам определённого приоритета и места в древовидной структуре классификации.

В процессе сортировки и расстановки на стеллажах мне было удобно размышлять о признаках головоломок, так как все экземпляры были на виду и оперативно доступны для подробного изучения. Головоломки с очевидными типа группировки быстро ставились рядом, к ним присоединялись не очевидные экземпляры, появлялись новые группы на основании более тщательного изучения свойств головоломок, в результате чего многие головоломки меняли место расположения.

В конце этого процесса в витрине и голове сложилась, довольно законченная, логическая структура классификации шарнирных головоломок. Не шарнирных головоломок у меня немного, но в своей логической цепи размышлений я обдумывал и признаки других вещественных головоломок, и хоть я и не большой специалист в них, мне кажется, я смог провести параллели по признакам от шарнирных к ним или наоборот.

Помимо классификации меня очень волновал вопрос «шарнирности» головоломок, или «twisty», его изначальное английское значение.

Вначале надо пояснить буквальный смысл этого слова. Лучше чем Википедия здесь http://ru.wikipedia.org/wiki/%D8%E0%F0%ED%E8%F0 я не могу сформулировать это, добавлю лишь простым языком на примерах, что подвижное соединение у дверной петли, просто вращающийся диск на оси или шар в шаровидном стакане, всё это шарнирные соединения. Применительно к головоломкам можно конкретизировать это как движение элементов по всей или части окружности или сферы.

Это тот основной признак последних 30 лет, по которому принято разделять новый вид головоломок от прочих. Появление Кубика Рубика действительно явило огромный пласт разновидностей головоломок, которые продемонстрировали совершенно другой уровень сложности механизма, сборки и интереса у любого человека по сравнению с закончившейся 100 летней эрой пятнашек, проволочек и брусочков.



Ввиду вышеизложенного увлечение только шарнирными головоломками выделилось в отдельное направление коллекционирования и решения их. С появлением больших разновидностей такого рода головоломок последние 3 года укрепляет позиции такого разделения и привлекает всё большее количество людей.

Но в процессе изучения головоломок я понял, что «шарнирность», хоть и частый и важный их признак, но не самый удачный «водораздел» нашего интереса от прочих головоломок прошлого.

Далее я хочу изложить свои взгляды на два важных вопроса коллекционирования головоломок и доказать их обоснованность.

      1. Чёткое определение признака нового поколения головоломок, пока не точно именуемых «шарнирными», так как это понятие не охватывает некоторые интересные головоломки современности, и наоборот включают в себя по этому признаку некоторые не заслуженно.

      2. Определение признаков их группировка и приоритеты, необходимые для классификации головоломок.


Продолжение следует…
« Последнее редактирование: 05 сентября 2020, 13:05:44 от Philipp »

Оффлайн Plut`on

  • Глобальный модератор
  • *****
  • Сообщений: 1 645
  • Пол: Мужской
  • коллекционер
    • мои коллекции
Определить "шарнирность" легко - наличие оси (осей) вращения.

Мне нравится вот эта классификация: https://sites.google.com/site/geduldspiele/GallerySequentialMovementPuzzles
- 2D Sliding Puzzles
- 3D Sliding Puzzles
- 2D Twisty Puzzles
- 3D Twisty Puzzles
- Folding puzzles
- Mazes
- Other sequential movements

Не нашёл в этой классификации
Brainstring и Rubick's Triamid
Но в принципе, можно смело их занести в последний раздел.

Оффлайн Philipp

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2 501
  • Пол: Мужской
  • С Администратором лучше не спорить.
Наверняка у каждого коллекционера шарнирных головоломок есть и другие виды. Но мы не случайно выбрали для коллекционирования именно шарнирные головоломки, понимая их отдельную привлекательность, и стоит определить точно ту область, где лежит сфера наших интересов.

Так, где та грань нашего увлечения, условно называемого Twisty?

Почему «условно»? Потому что даже у известных коллекционеров и на многих сайтах, посвящённых шарнирным головоломкам, есть немало головоломок, называемых так, но по своим признакам таковыми не являющимися.

Нет шарниров. Одним из типичных таких примеров являются некоторые слайд головоломки без свободного поля. Всевозможные кольца и не только с шариками, строго говоря, тоже сложно отнести к шарнирным. Но так как они оперируют всегда группой перемещаемых элементов, без свободного поля как пятнашки, их решение намного сложнее и сродни типичным твисти головоломкам. По сути они являются ими, просто расположены на плоскости. И мы с охотой их коллекционируем и собираем. Эти экземпляры на равных включены в виртуальные музеи на многих сайтах среди других шарнирных головоломок. Но там же мы не видим классических пятнашек, хотя принцип перемещения по плоскости одинаков.



Электронные головоломки, искусственно притянутый вид к головоломкам вообще, а к шарнирным тем более. Разве, что мы их в руках крутим. По сути это не механические головоломки, поскольку там нет перемещающихся элементов (кнопки не в счёт), а компьютер или эмулятор механической головоломки или создающую новую игру. Механического в них не более чем в обычной математической задачке. Тем не менее, это один из обратных примеров не заслуженно признанного вида на некоторых популярных сайтах типов головоломок.



Эти два очевидных примера хорошо показывают не совершенность признанных как самого термина твисти, так и расплывчатость его определения по отнесению головоломок к ним.

Меня волнует этот вопрос, и я нашёл одно отличие головоломок, которое может стать определяющим и точным больше чем twisty.

Но вначале придётся углубиться в терминологию и теорию, чтобы понять логику такого решения.

Что главное в головоломке? Для чего она нужна? Если говорить об обычной загадке или задаче, то главное ответ и процесс решения. В вещественной головоломке ответ обычно известен и остаётся процесс. Точнее процесс состоит из серии ответов. Именно процесс решения и есть основная и главная задача вещественной головоломки. И именно от процесса мы получаем удовольствие.

Теперь разберемся, какие действия, мы совершаем с головоломкой в процессе её решения.

Это перемещение в пространстве двух и более элементов головоломки относительно друг друга.

Запомним этот признак и заглянем немного в историю с точки зрения этого обстоятельства. Что нам принёс Рубик, положив начало целому направлению головоломок и виду коллекционирования? Головоломку с шарнирами, да, но это встречалось и намного раньше. Объёмность, сложность механизма, многоэлементность, сложность решения… Можно придумать ещё признаки, но все они будут относительны, очевидно, второстепенны по значимости, и находить примеры в головоломках прошлых поколений.

Главное, по моему мнению, что привнёс Кубик Рубика в головоломки это возможность перемещения только группы связанных элементов относительно других элементов, и я знаю только одну отвечающую данному признаку головоломку прошлых лет, это "восьмёрка", изобретённая более ста лет назад.



Именно это обстоятельство кардинальным образом сказалось на резком усложнении решения такого класса головоломок, а вовсе не их шарнирность.



Приведу примеры классов головоломок похожих по виду и часто относимых к одинаковым, но разным по моему определению.

Один из очень показательных примеров это известные башни с шариками и бочка. Внешне довольно похожие головоломки, везде ряды шариков, расположенные в вращающихся слоях, но у башни есть возможность переместить только один элемент на одно свободное поле, а у бочки шарики перемещаются только группами. В итоге мы получаем совершенно новый уровень сложности бочки, для решения которой требуются формульные перестановки, а башня решается интуитивными, однообразными шагами сродни пятнашкам. Она таковой и является, по сути, пятнашки на цилиндре.



Раз уж о «пятнашках» обсудим не многочисленный вид головоломок 2D слайдинг пазлов. Может Вы скажете, как немногочисленных, их море? Море по исполнению и количеству элементов (поле может быть с любым количеством элементов по вертикали и горизонтали), что не особо сказывается на принципиальной сложности решения. Но как только мы посмотрим на некоторые головоломки, где элементы на таком поле можно перемещать только группами, сложность опять возрастает в разы.



Класс «минус-кубиков». Опять никаких шарниров, кстати. Тут разнообразие совсем небольшое по механизму. Его размерность ограничивает доступность для перемещения внутренних кубиков для перемещения числом 4х4х4 только в одном известном мне исполнении. Реализаций 2х2х2 и 3х3х3 побольше. Варианты маркировки граней перемещающихся кубиков и конечные варианты решения, несколько усложняют решение, но алгоритм решения всё равно аналогичен пятнашкам. Это просто многослойные «пятнашки» и в них чаще применяются чуть более сложные, но всё ещё интуитивные алгоритмы перестановки последних элементов в слое. Кубики Рубика 2x2x2, 3x3x3, 4x4x4 представляет такое же сочетание элементов, но совместное перемещение элементов с вращением делают его намного сложнее.



Змейки. Не смотря на непохожесть на типичных представителей twisty и игнорирование их многими любителями таковых, по своему принципу самые, что не наесть шарнирные. Ещё один пример «двойных стандартов». Давайте разбираться по моему признаку.
Классическая змейка. К ней я отнесу и массу других вариантов змеек с другой формой элемента, точнее любые в цепочку соединённые элементы и их немало вариантов. Во всех случаях можем оперировать только одним крайним элементом. В итоге как и в примерах выше получаем побочный эффект интуитивной сборки. Но стоит всего лишь закольцевать такую змейку, появляется, зависимые движения и она превращается следующие ниже виды головоломок.



Складные объёмные фигуры, элементы которых соединены между собой шарнирами, где элементы всегда могут перемещаться группой, игнорируются коллекционерами, часто, из-за их простоты решения, но отвечают признаку зависимого перемещения нескольких элементов. Простота решения объясняется сложностью объединения большого количества элементов с сохранением этого правила, тесть конструктивно, а не принципиально.



Меджики всегда оперируют группой элементов и, не смотря на скорость решения, придумать самому его или распутать из нестандартного положения без знаний и опыта уже сложно. С увеличением количества элементов растёт сложность и время на решение очень сильно.



Хаосы, лабиринты с одним и несколькими шариками. Принцип действия их во многом связан с силой тяжести земли (гравитацией).
Лабиринтов придумано огромное количество видов. И в некоторых появилось вращение и продольное перемещение, изменяющее конфигурацию лабиринта. Классический вариант почти любого лабиринта – это перемещение одного элемента и отсутствие шарниров. Существуют объёмные лабиринты и не лабиринты, а Перплексусы и шар Рубика, где вообще всё сводится к ловкости рук и координации движений для прохождения сразу понятного пути. Есть плоские «лабиринты» уже не похожие на его классическое понятие, но схожее по задаче, загнать группу шариков в нужное место и, хотя они могут двигаться одновременно, двигаются они по разным независимым траекториям и не отвечают признаку зависимости.



Хаосы представляют из себя несколько шариков, как правило, разного цвета перемещающихся по определённым направляющим и в изначальном понятии этой головоломки имеют вращение, переключающее соединение направляющих. Есть несколько головоломок без такого переключения, но благодаря расположению направляющих и возникающим при этом векторам гравитации перемещение возможно только сразу группы шариков, что опять резко сказывается на сложности решения, по сравнению с обычными лабиринтами. Такие головоломки бывают плоскими, где используется гравитация, а вместо шариков шайбы, но перемещения также происходит группой, что позволяет их отнести к области наших интересов.




Примеры гибридов головоломок с признаками из разных видов по моей классификации.

Таковых немного, в отличие от массы примеров не стыковок при твисти классификации.

Прозрачный шар, представляющий собой механизм куба 3х3х3, но имеющий внутри лабиринт для прохождения шарика, где возможность его продвижения зависит от  положения угловых, торцевых и центральных элементов головоломки. По-моему, доминантный признак головоломки очевиден, а возможность продвижения шарика лишь дополнительный критерий правильного расположения элементов, решаемого по принципам Кубика Рубика.



Есть 4 варианта отличающихся только картинкой, очень интересных слайд головоломки, представляющую из себя класс «пятнашек», но с полем 3х3 и с отдельным десятым свободным полем. Ещё одно важное отличие её от классических «пятнашек» то, что четыре угловых элемента можно синхронно поворачивать с шагом в 90 градусов. Вроде типичная твисти головоломка, но, по-моему, отнести её к «нашим», пожалуй, нельзя. Да есть групповое вращение элементов, но присутствие возможности перемещения одного элемента приводит в итоге к простоте решения. Я никогда не пытался решать её, но сейчас, даже не имея её в руках и не будучи опытным сборщиком, придумал алгоритм решения.



На этих двух примерах мы видим более простой способ отнесения головоломок по доминантному набору признаков в моём случае, в отличие от шарнирного варианта классификации.

Это не все примеры сложно-определяемых головоломок. Позднее я приведу все оставшиеся у меня в коллекции такие спорные экземпляры с комментарием по обоснованности отнесения их к тому или иному виду. Кроме того, у меня есть головоломки, которые я сам не совсем понимаю.

Продолжение следует…
« Последнее редактирование: 02 сентября 2020, 09:07:07 от Philipp »

Оффлайн Юрий

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 59
  • Пол: Мужской
Здравствуйте. У меня попутный вопрос. Есть ли какие-то общие классификации тех twisty-головоломок, которые на сайте https://sites.google.com/site/geduldspiele/GallerySequentialMovementPuzzles отнесены к так называемым 3D TwistyPuzzles? То есть данная группа головоломок включает в себя кубик Рубика, мегаминкс, пираминкс,  Square, Skewb, Octahedron, Helicopter Cube и другие родственные головоломки. Классификация именно внутри головоломок этого типа (то есть эта тема уже, чем классификация всех twisty-головоломок). Я понимаю, что сейчас постоянно выпускаются новые головоломки этого типа, но мне кажется, что все-таки все 3D TwistyPuzzles можно разделить по группам и число этих групп будет ограничено. Если кому-то известны какие-либо материалы в Интернете, где были бы предложены классификации 3D TwistyPuzzles, поделитесь пожалуйста ссылкой на данные материалы или самим материалом. Также мной приветствуются авторские варианты классификации 3D TwistyPuzzles (быть может кто-то создал собственную классификацию 3D TwistyPuzzles). В таком случае излагайте свои идеи.

Оффлайн Philipp

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2 501
  • Пол: Мужской
  • С Администратором лучше не спорить.
Я примерно в то же время, что писал посты выше, проанализировал и написал то о чём Вы спрашиваете.
Это очень сложный вопрос, так как признаков много, они разнообразны и трудно создать бесспорную иерархию или даже группировку их. Поэтому требуется тщательное обоснование каждого признака перед его принятием и публикацией и в отличии от вышеизложенного я не публиковал свои изыскания, а так же из-за малого отклика в этой теме.

Теперь думаю поднять эту информацию, немного отредактировать и выложить здесь позднее.

Оффлайн Юрий

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 59
  • Пол: Мужской
Филипп, здравствуйте.
Я этот вопрос (о классификации 3D TwistyPuzzles) обсуждал с некоторыми спидкуберами и в результате пришел к выводу, что такая классификация возможна. Да новые модели выходят постоянно, но все-таки есть ограниченное количество групп 3D TwistyPuzzles и любую новую модель можно включить в какую-либо из данных групп. Во всяком случае я не помню такого чтобы в последнее время выходили какие-то 3D TwistyPuzzle, которые бы качественно отличались от существующих собратьев, настолько отличались, чтобы их невозможно было подвести под какую-то группу.  Другой вопрос заключается в том, что будет критерием данной классификации. Я считаю, что главным критерием здесь должна быть все-таки не форма, а  схема, принцип и механика сборки. Например тот же Pyraminx Crystal по форме соответствует Мегаминксу (додекаэдр), однако механизм сборки реберных элементов у Pyraminx Crystal такой же, как у классического Пираминкса (4-х ходовые коммутаторы типа A B A’ B’), также для сборки угловых Pyraminx Crystal не подходят PLL  для мегаминкса.     

Оффлайн Philipp

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2 501
  • Пол: Мужской
  • С Администратором лучше не спорить.
Вы хотите классифицировать их по принципам сборки. Конечно, это важный признак, но не основополагающий. Точнее, это следствие других конструктивных признаков.

А что главное?!
В порядке важности основные признаки, характеризующие уникальность головоломки

1) Расположение и количество осей вращения и/или направлений прямолинейного перемещения (это самый важный признак влияющий максимально на всё остальное)
   а) Параллельны
   б) Совмещены
   в) Скрещиваются
   г) Лежат в одной плоскости
   д) Лежат в одной плоскости и пересекаются в нескольких точках
   е) Лежат в одной плоскости и пересекаются в одной точке
   ж) Звездообразные трёхмерные
   з) Симметричные

2) Тип перемещения
   а) Прямолинейные
   б) Шарнирные
   в) Прямолинейно-шарнирные

3) Симметричность или ассиметричность количества слоёв вращения и/или направлений прямолинейного перемещения

4) Количество слоёв вращения или рядов прямолинейного перемещения

5) Количество элементов в каждом слое вращения или ряду прямолинейного перемещения

6) Угол поворота слоёв или шагов прямолинейного перемещения

Я расписал возможные варианты вышеизложенных основных признаков только для первых двух. Теперь нужно также сделать для всех остальных признаков и снабдить это более подробным описанием и фото или рисунками с примерами реальных головоломок.

Модификационные признаки перемещения элементов
   Ограничение перемещения
   Зубчатая передача

Модификационные признаки формы и оформления
   Форма головоломки
   Форма слоёв
   Трансформируемость формы
   Оформление элементов
   Электронные дополнения

Конструкционные характеристики
   Конструкция механизма
   Материал головоломки
   Материал оформления
   Количество комбинаций состояний
« Последнее редактирование: 03 сентября 2020, 09:30:26 от Philipp »

Оффлайн grigr

  • Глобальный модератор
  • *****
  • Сообщений: 5 145
  • Пол: Мужской
  • кручу-верчу
    • Мой Магазин
Можно также добавить классификации присущие коллекционерам ;)

* Возраст головоломки (до 1980г, до 2000г)
* Страна производства (все советские или японские кубики)
* Группировку в комплекты (соберика все мегаминксы или скверы)
* По производителю (все оранжевые кубы)
* Наборы по языкам (все языковые версии политой кубов)
* Варианты одной головоломки с разными упаковками
* Редкость/Стоимость

и тд

Оффлайн grigr

  • Глобальный модератор
  • *****
  • Сообщений: 5 145
  • Пол: Мужской
  • кручу-верчу
    • Мой Магазин
я ужжж молчу про классификации изобретателей или профи-словеров (WCA - это очень упрощенный мир ограниченный несколькими типами головоломок)

Оффлайн Philipp

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2 501
  • Пол: Мужской
  • С Администратором лучше не спорить.
Можно также добавить классификации присущие коллекционерам ;)

* Возраст головоломки (до 1980г, до 2000г)
* Страна производства (все советские или японские кубики)
* Группировку в комплекты (соберика все мегаминксы или скверы)
* По производителю (все оранжевые кубы)
* Наборы по языкам (все языковые версии политой кубов)
* Варианты одной головоломки с разными упаковками
* Редкость/Стоимость

и тд
Это я тоже прорабатывал. Вот моя версия.

Субъективные характеристики
Сложность решения
Редкость

Прочие данные
Название на языке автора
Название англоязычное
Серия
Производитель
Изобретатель
Страна изобретения
Дата серийного производства
Дата производства опытного образца
Дата первой публикации
Дата изобретения
Номер патента
Дата подачи заявки на патент
Дата регистрации патента
Страны патента
Розничная цена на момент выпуска
Нынешняя аукционная цена
Коммуникационные данные изобретателя
Биография изобретателя
Коммуникационные данные производителя
История избретения, описание головоломки
Автор патента, если не совпадает с реальным
Описания сборки на сайте
Узоры и пасьнсы на головоломке
Ссылки на статьи сайта
Сторонние ссылки


Моё мнение по первому признаку годов раритетов. Я специально анализировал в какие годы появилась подавляющая масса оригинальных твисти головоломок. Это не 2000, а 1990 год. Точнее чуть раньше, точно забыл то ли 88 толи 99 годы, просто для себя округлил до 1990 года. И потом всё началось с новой силой года с 2008 примерно, когда Вердес выкатил свои многослойки. 20 лет почти ничего не изобреталось и тем более не выпускалось действительно оригинального и нового.
« Последнее редактирование: 03 сентября 2020, 23:21:05 от Philipp »

Оффлайн Philipp

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2 501
  • Пол: Мужской
  • С Администратором лучше не спорить.
Re: Классификация «шарнирных» («twisty») головоломок
« Ответ #10 : 03 сентября 2020, 23:18:58 »
А вот ещё оставшиеся данные для полной информации для головоломки

Изображение
Фото со всех сторон в собранном состоянии
Фото со всех сторон в смешанном состоянии
Фото со всех сторон с незаконченными циклами вращения
Фото частично разобранной головоломки
Фото всех деталей разобранной головоломки
Фото каждой детали головоломки
Фото упаковки со всех сторон
Скан развёртки упаковки с двух сторон

Видео
Видео с рассказом о головоломке
Видео вращающейся головоломки
Видео с процессом смешивания и сборки головоломки
Видео с обучением процесса сборки головоломки
Видео с процессом механической разборки головоломки
Видео с процессом механической сборки головоломки
Видео с описания методов сборок головоломки

Оффлайн Philipp

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2 501
  • Пол: Мужской
  • С Администратором лучше не спорить.
Re: Классификация «шарнирных» («twisty») головоломок
« Ответ #11 : 04 сентября 2020, 23:37:20 »
Это черновик не законченной статьи с пояснениями моей концепции классификации групповых головоломок написанный в 2012 году. Помимо тщательного редактирования она требует большого количества иллюстраций. Без них понимание требует усилий и не очевидно.

Классификация головоломок с групповым перемещением элементов.

Вначале напомню, что здесь, если отдельно не уточняется, подразумевается головоломка с групповым перемещением элементов, разница которых от прочих была изложена ранее. То есть если говорится о 2Д слайд («сдвигашках»), то речь идёт не о пятнашки подобных головоломках со свободным полем и возможностью переместить один элемент, а об тех, у которых возможно только групповое перемещение элементов.

Очень сложный и ёмкий вопрос, и самая важная его составляющая – это что взять за основу классификации. Количество и форма граней не подходит, так как при их одинаковости может быть абсолютно разный функционал головоломки. Ведь часто вращаются не грани, а углы или даже рёбра многогранников. Да и форма зачастую далека от них. Количество вращающихся граней уже ближе к универсальному варианту, но не учитывает того, что вращаться могут не только грани даже у многогранников, а ведь бывает, что вращаются сложные поверхности. А если мы добавим сюда немногочисленные, но относящиеся к нашей категории слайд головоломки, где нет вращения совсем, ситуация ещё больше усложняется.

Изучив большинство головоломок с групповым перемещением, я укрепился в идее положить в корень классификации таких головоломок виды осей вращательного движения и векторов поступательного движения элементов. Тем более, что в физике эти два, вроде бы разных вида движения, являются основными, и даже круговое движение является частностью от прямолинейного и рассматривается как таковое по радиусу равному бесконечности.

В отличие от «шарнирности», которых существует два вида. Цилиндрическое часто встречается в наших головоломках и шаровое, которое никогда не встречается. Что же это за основополагающее понятие для определения класса головоломок, которое используется только наполовину? Ещё пара гвоздей в понятие «шарнирности»!

Итак, вначале выделяем головоломки с только поступательным, прямолинейным видом движения, к которым относятся все 2Д слайд головоломки и по моим сведениям уже придуманной первой 3Д слайд головоломке, с массивом кубиков, которые могут перемещаться в трёх осях только согласованно. Подробнее об их видах позже, а вначале о головоломках с вращением элементов.

Как я уже упомянул вначале, их основным корневым признаком являются оси вращения. Точнее их взаимное расположение у головоломки, так как «головоломки» с одной осью хоть и существуют, больше по «сложности» похожи на игрушку для совсем маленьких детей. Это, например, модные у некоторых коллекционеров кубоиды 1х1х2 и 1х1х3 или многогранный цилиндр с персонажами, у которых можно менять изображение головы, туловища и ног. Кроме того, в таких «головоломках» мы вращаем один элемент, а не группу, что не отвечает нашему основному принципу. Есть аналогично бессмысленные и пирамидка с вращающимися только углами и даже с формой мегаминкса, и там осей больше, но вращается только один элемент. В общем, можно забыть про одну ось, помня только данное обстоятельство и отослать их все без сожаления и ущерба для нас к другим видам головоломок.

Если осей больше одной появляется два их признака, количество и взаимное расположение. Признаки зависимые и разбираться с ними надо одновременно.

Первым по принципу расположения осей появляется их плоское расположение или простой крест из 2-ух осей. Это кубоиды с одной из размерностей 1, или все 1х2х2, 1х2х3, 1х3х3 (флоппи) и так далее. Но это не все варианты плоского расположения осей, причём оси могут располагаться как симметрично, являясь прямой проходящей через центр, так и преломляясь в центре. У креста 2 оси и угол между ними 90 градусов, а если из центра будет выходить 3 оси с углом между ними 120 градусов, опять 3 оси? И как тогда лучше считать оси? Хорошо, давайте предположим, что будем считать оси, которые пересекаются от центра. Тогда их станет разное и логичное количество 4 и 3 для этих случаев. Но посчитаем количество слоёв, которые логично теперь считать на каждой из этих осей. Для кубоида 1х2х2 было два слоя на оси, стало по одному, а для 1х3х3 сколько? Было по три, стало по одному, как у 1х2х2? Центр ведь не посчитан. Его куда «посчитать»? В обе стороны нельзя. Нет логики через такой метод.

В итоге лучше считать оси вращения раздельно от точки их пересечения. То есть, у флоппи их будет 4, у кубов-рубов 6, у пирамидок и сквебов 8, у мегаминкса 12. Есть немало головоломок, у которых оси не пересекаются или комбинации наличия, как пересекающихся осей вращения, так и нет в одной головоломке. Не пересекающиеся оси естественно считать отдельно.

В итоге складывается логичная иерархия головоломок с вращением по осевому признаку.

В самом низу иерархии головоломок с вращением находятся головоломки, у которых оси вращения не пересекаются. Это, например, известные Венгерские кольца или пресекающиеся колёса с фигурами. В основном этих осей две, но бывает больше как, например, у Венгерских олимпийских колец. К такого вида головоломкам логично отнести и все шестерёнчатые головоломки, например Рубиковский Клок. С увеличением количества осей закономерно растёт механическая и интеллектуальная сложность.

Далее идут головоломки с плоской крестовиной, то есть у которых все оси вращения расположены в одной плоскости и имеют общую точку пересечения. К таковым относятся все однослойные головоломки типа 1х2х2, 1х2х3, 1х3х3 с 4-мя осями или старинный венгерский Чиз Кейк с шестью. Теоретически таких осей может быть сколь угодно много от трёх. Оси могут продолжаться по прямой после пресечения или нет в зависимости от их количества и даже иметь разные углы между собой и в зависимости от этого будет заметно меняться признаки головоломки, но количество осей для них останется главенствующим признаком.

Далее переходим самым интересным и разнообразным головоломкам, в основе которых оси с 3-х мерным расположением. Тут уже стоит обратить на один важный признак расположения осей как симметричность. Абсолютно симметричных вариантов расположения осей существует не много и следует из существующих вариантов правильных многогранников или скорее наоборот. Симметричность для осей вращения определяется равными углами каждой оси со всеми соседними и почти всегда такая ось является продолжением другой, проходя через центр пересечения. Одно исключение есть при четырёх осях как у пирамидки. У классической пирамидки вращение происходит через центр с одной стороны вершиной, а с другой гранью и таким образом она имеет 8 осей вращения. Если мы создадим головоломку на базе этой-же пирамидальной форме только по четырём осям у нас получится пирамидка только из вершинок, то есть также ничтожна в решении, как и головоломки с одной или по-нашему двумя осями в виде примеров кубоидов 1х1х2, 1х1х3. Следующая цифра 5 осей и такие головоломки есть, но 5 осей расположить симметрично не возможно. Головоломок с несимметричным расположением осей немало, но обсудим их позже.

6 осей – как правило кубы и кубоиды с размерностью от 2х2х2 и далее
8 осей – например пирамидки и сквебы
12 осей – например мегаминкс с осями вращения проходящими через центры граней додекаэдра. Кстати, известная головоломка Доджик имеющий в корне своего названия додекаэдр таковым не является. Он является двойственным многогранником к нему, и его форма называется икосаэдр.
20 осей – додекаэдр в котором оси сходятся к центру от его вершин.
30 осей – додекаэдр в котором оси сходятся к центру из середин рёбер.

И это все симметричные варианты пересекающихся осей. Понятно, что при помощи симметричных осей можно создать наиболее интересные и красивые симметричные головоломки и максимальное количество осей пригодно на грани для нормального использования головоломки.

До продолжения обсуждения головоломок с несимметричным расположением трёхмерных осей, стоит отвлечься и рассмотреть второй важный признак головоломок количество подвижных слоёв. В комбинации с осями вращения он почти полностью описывает функциональность головоломки.

Тут мы вспоминаем описанное выше противоречие правила подсчёта осей и слоёв для головоломок с плоским расположением пересекающихся осей. Для шести и восьми осевых головоломок это тоже актуально.

Количество осей для всех кубов с шестью вращающимися гранями одинаково и их можно посчитать как 3 взаимно пересекающиеся и как 6 независимых, исходящих из центра и это становится принципиально, когда мы начинаем считать слои на каждой из осей. Если считать, что осей 3, то для куба 2х2х2 слоёв -2, для 3х3х3 -3, для 4х4х4 -4, для 5х5х5 -5 и вполне соответствует общепринятым обозначениям. Но мы не случайно начали считать оси по-другому от центра и если их считать как 6 логичней и слои считать на каждой из этих шести. Тем более, что существуют головоломки с разным количеством подвижных слоёв от центра вращения и это надо научиться описывать. При таком методе подсчёта количества слоёв формула описания для кубов буде такой для двушки 1х1х1х1х1х1, трёшки 1х1х1х1х1х1 и не понятно куда писать центр или половинки писать типа 1,5х1,5х1,5х1,5х1,5х1,5. В общем, ерунда какая-то малоинформативная и не привычная получается. С увеличением размерности описываемых головоломок и у кубоидов абсурдность не пропадает.

Так давайте выделим принцип подсчёта слоёв для головоломок с 6 осями (кубов) и продолжим их считать и обозначать, как привыкли, а в других случаях или у кубоидов у которых разное количество от центра вращения слоёв обозначать по каждой из шести осей.

Собственно это и неважно как мы будем считать слои, достаточно того, что при одинаковой конструкции осей мы всегда можем определить иерархию головоломки по количеству слоёв. Для 12 и более осей, почти всегда имеющих неподвижный центр, наглядней считать по каждой из осей без учёта центра.

Но есть много головоломок с разным количеством слоёв по осям. В очень показательном примере с 6 осями это кубоиды. Причём есть немало примеров, когда они таковыми являются по всем признакам, а по форме являются кубом. Подобная асимметрия по количеству слоёв встречается часто и при других вариантах как симметричных, так и не симметричных расположений осей. Конечно, такие головоломки нужно выделить отдельно.
« Последнее редактирование: 04 сентября 2020, 23:56:17 от Philipp »

Оффлайн Юрий

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 59
  • Пол: Мужской
Господа, что Вы думаете про классификацию, предложенную здесь: https://www.jaapsch.net/puzzles/ ?

Оффлайн Philipp

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2 501
  • Пол: Мужской
  • С Администратором лучше не спорить.
Эта классификация устарела и хороша для головоломок от пирамидок до мегаминкса и кубоидов. Если чуть в сторону, осмысленно вписать в концепцию не получается и всё пихается в одну непонятную группу, которая постепенно становится больше классических разделов.
Кроме того часто в разные разделы пытаются впихнуть невпихуемые некоторые головоломки со свободным полем или не групповым перемещением элементов, что усиливает алогичность и электронные добавляют путаницы.
« Последнее редактирование: 06 сентября 2020, 09:23:32 от Philipp »

Оффлайн Plut`on

  • Глобальный модератор
  • *****
  • Сообщений: 1 645
  • Пол: Мужской
  • коллекционер
    • мои коллекции
На мой взгляд универсальную классификацию шарнирных головоломок сделать невозможно. Хотя бы по тому, что до сих пор появляются головоломки с новыми признаками не похожими ни на что ранее существующее.
Из последних примеров - головоломки Ильи Осипова.
Поэтому сам принцип в классификации Jaap-а правильный. Но так как он не просто классифицирует, а анализирует головоломки и даёт алгоритмы решения, то зачастую у него не хватает подразделов. Так например у него нет отдельно моих любимых intersecting circles puzzles. Возможно из-за того, что он не умеет их решать :)

PS
Совет составителям классификаций: выделите в отдельную группу 3D intersecting circles puzzles. Таких головоломок уже достаточно много. Практически все головоломки от Verypuzzle (естественно кроме плоских) можно отнести к этому типу.