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做一套数学玩具华容道

来源: 2017-10-31 14:24

        华容道(Klotski)是一种滑块类游戏,是有限空间里的图形调动。一个4*5的方形盘里放有10块方片,要求只通过平行或垂直滑动方块(不允许拿起木块)将最大的一块移到指定的底部出口。常见的玩法是移动最少次数,或者用最少的时间来完成游戏。
        目前一般的观点认为,华容道是由英国人John Harold Fleming在1932年发明的,中国的华容道游戏是之后本土化的,并加上了三国背景。也有观点认为华容道来自洛书。
        《三国演义》第五十回“诸葛亮智算华容 关云长义释曹操”,孙刘联盟在赤壁之战大败曹军,诸葛亮料定曹操会走华容道,于是让关羽立下军令状去守此要道,但关羽念及曹操之恩,最后让曹操走了。历史上曹军确实败走华容道,不过并没有关羽放曹这个记载,小说这里应该是艺术虚构。
中、美、日不同版本的华容道游戏
        一、材料和工具清单
        CorelDRAW或其他设计软件
        激光切割机及板材(3MM板材或三聚氰胺板)
        螺钉螺母4组
        华容道激光切割源文件(关注公众号“石斧创客”即可直接下载源文件)
        二、知识补充
        上图左为横刀立马布局,1943年,新四军文化教员梁青接触到华容道,之后收集了不同布局,给每一个布局都起了一个相应的名字。如果把关羽滑块竖起来,会形成右边的“走投无路”布局,这个已经被证明是无解的。
        横刀立马布局最少的步数为81步,电脑验证过是最少的步数。第一次有纪录的81步走法是1964年《科学美国人》上给出的。穷举法即在现有游戏局面下,用计算机来列举每走一步后可能出现的所有情况,直至成功移出,或者没有新局面出现(即无解)为止。在计算机介入之前,最少的走法大约是100步,后来逐步减少到八十多步。
        我们设计游戏的话,可以把代表“曹操”的大方块从出口反推回去,“反推”后就是一个自己设计的“开局”形式了。
        三、制作过程
        1、在CorelDREW软件中制作设计图;
        2、激光切割板材并组装,四个角的孔是拧螺丝钉固定用的;
        3、大功告成喽!
        看懂了,不会设计?没关系!
        扫描下方二维码关注公众号:石斧创客,即可下载华容道激光切割源文件(仅供参考),并了解详细制作过程 。

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