Minecraft红石电路基础教学 红石电路说明书

　　红石元件

　　红石元件是在红石电路里具有一定使用目的的方块，大致分为三个大类：

　　电源为整个电路或部分电路提供能量来源，例如红石火把、按钮、拉杆、红石块等。

　　传输线将电能从电路的一部分传递到另一部分，例如红石粉、红石中继器、红石比较器等。

　　电动机械接受电能并作出反应(例如移动、发光等)，例如活塞、、红石灯、发射器等。

　　充能

　　红石元件与部分方块能够被充能或解除充能。如果说一个方块被“充能”了，则这个方块就可以作为电源，具有向毗邻的“电器”方块供电以使其工作的潜力。(“毗邻”是这样定义的：一个方块是正方体，正方体有6个面。也就是说与一个方块的任意一个面接触的方块最多可能有6个，称之为“与该方块毗邻的方块”)。

　　当非透明方块(例如石头、沙石、泥土等)被电源 (或是中继器、比较器)充能，我们称这个方块被强充能了(这个概念与充能等级不同)。强充能的方块可以激活毗邻的红石线。

　　当非透明方块仅被红石线充能，我们称这个方块被弱充能了。与强充能的唯一区别是，弱充能的方块无法激活毗邻的红石线。

　　被充能的方块(无论强度如何)都可以影响毗邻的红石元件。不同的元件产生的反应不同。您可以查看这些元件的具体描述。

　　充能等级

　　充能等级(又称”信号强度“)为0到15的整数。大多数电源组件均提供满强度的15级信号，但少数电源组件能提供可定义的信号强度。

　　红石线能向相邻的红石线传导信号，但每传导1格，充能等级就降低1。因此，连续的红石线最远能将能量传到15格远。为了突破这个限制，你可以保持(使用红石比较器)或是重新加强(使用红石中继器)红石信号。充能等级只会因为红石线之间的直接传导而衰减，不会在红石线与其他元件或方块之间衰减。

　　红石(状态)更新

　　当电路的某一部分发生状态的改变，该改变会引起所有毗邻方块的“红石(状态)更新”(请勿与Minecraft 1.5正式版的代号“红石更新”混淆)。红石更新是个连锁反应，会计算直到到达已载入区块的边界。

　　红石刻

　　红石刻(Redstone tick)为Minecraft计算红石机构状态的最小时间单位，等于0.1秒。红石火把，中继器以及激活的红石组件需要1刻或更多时间改变状态，这就引入了在大型电路中至关重要的延迟。

　　红石刻与“游戏刻”或“方块刻”不同。当讨论红石电路时，“刻”一词仅指“红石刻”。

　　信号与脉冲

　　具有稳定输出的电路能够产生信号——“激活/非激活”时称为“真/假”或“高电平/低电平”。当信号出现一个较为短暂的非激活-激活-非激活过程，该过程通常被称为脉冲(或正脉冲。相反的过程被称为负脉冲)。

　　非常短的脉冲(1-2刻的)可能会使一些电路组件由于来不及响应而产生问题。例如红石火把无法响应外部的1刻脉冲

　　电路与机械

　　两个术语通常都用于指包含电路组件的结构，但两者一般还是有明显区别的：

　　电路(circuit)为处理信号的结构(生成，修改，组合等)。

　　机械(mechanism)会对环境产生影响(移动方块，开门，改变光照强度，播放声音等)。

　　所有机械均包含红石组件或电路，但电路本身是不会对环境产生影响的(除了红石火把或中继器在激活时产生的光，或活塞作为电路组成成分之一时造成的推拉方块的负效果)。明确这些简单的概念有利于我们理解红石电路

　　电路尺寸

　　本文用宽× 长× 高的格式(电路的外切长方体)描述电路的尺寸，其中包括底板支撑方块，但不包括输入/输出。

　　描述电路尺寸的另一种方法是忽略最下层支撑电路的那层方块(例如位于下层红石粉之下的方块)。然而这种方法无法区分平面电路与一格高的电路。

　　通常直接用电路的占地面积，或是直接用1格宽的电路的长度描述电路尺寸较为方便。

　　电路特性

　　根据不同的设计目标，您应当考虑一些常见的特性：

　　1格高电路

　　1格高电路意味着其纵向只有1格，也就是说这种电路不能存在需要下方方块支撑的元件(例如红石线、红石中继器)。

　　1格宽电路

　　1格宽电路指至少1个横向尺寸为1.

　　平面电路

　　指的是可以直接建造在地平面，不需要层叠元件(不计方块支撑红石元件)。平面电路通常利于初学者理解与学习。

　　隐形电路

　　指的是可以完全隐藏在一堵墙，或地板之下，或天花板之上的电路。这种电路尤其适合活塞门。

　　立即响应电路

　　指一接到输入信号，能够马上输出的零延迟电路。

　　静音电路

　　指不会发出声音的电路。这种电路不会有活塞、发射器、投掷器等会发出响声的元件。此类电路适合陷阱、安静环境以及需要减噪的电路的建造。

　　可堆叠电路

　　指同样的电路可以一个直接叠在另一个上面的电路，叠放之后电路之间不会互相干扰。

　　可并列电路

　　指同样的电路可以一个直接毗邻另一个旁边建造的电路，毗邻之后电路之间不会互相干扰。

　　可能还会有其他的设计目标，包括降低子电路延迟、减少昂贵元件消耗(例如比较器)与尽量减小设计尺寸等。

　　电路类型

　　某些电路可能只能完成最简单的控制功能，但你将逐渐能用此类简单电路的组合成复杂的、能够满足机械需要的大型电路。

　　传输电路

　　信号传输常用术语包括：传输类型，纵向传输，中继器与二极管。

　　传输类型

　　数字的：仅有0/1概念的传输。

　　模拟的：与信号强度相关的传输。

　　二进制的：多条数字线路，每条线路代表一个二进制数的其中一位。

　　一元的：多条数字线路，激活哪条线路决定传输的数据。

　　纵向传输

　　向上纵向传输

　　向下纵向传输

　　虽然横向传输较为直接，但纵向传输有时具有出人意料的适应性与集成性。

　　导线楼梯

　　最简单的纵向传输就是在斜向上的方块上铺设红石线，或是2×2的螺旋结构，或是其它类似结构。导线楼梯既能够向上也能向下传输信号，无延迟，但占地庞大，每15个就需要中继。

　　导线梯

　　因为萤石块、倒置楼梯与阶梯能够承载红石线的同时不切断红石线，信号就能够在2×1的“梯子”上纵向传输(仅能向上传输!)。导线梯占地小，无延迟，但每15个就需要中继。

　　火把高塔

　　红石火把能够充能其上方的方块与相邻的(包括下方的)红石线，这样，纵向传输便成为可能(向上与向下的设计不同)。本方案无需中继，占地小，但会引入不小的延迟。

　　您也可以用活塞、水等方块建造其他形式的纵向传输方案。

　　单向电路(即“二极管”)只允许信号沿着一个方向传输，主要用于防止输出端信号对输入端电路产生负面影响(例如信号串扰等)。单向电路也可用于电路压缩时用于防止电路不同部分相互干扰。

　　中继器

　　“中继”信号指的是将信号加强到完全信号强度。最简单的方法就是使用红石中继器。但某些电路可能需要无延迟的中继器电路，或是可以双向中继的”双向中继器“。

　　二极管

　　“二极管”指只允许信号单向传输的电路，通常用于防止电路反向干扰引起的输出错误，也可以用于防止线路彼此串扰。常用的二极管包括红石中继器、萤石与倒置台阶。倒置台阶无法向斜下方传输信号，因此将红石线铺上台阶就是一种简单的二极管建造方法。台阶二极管不会引入延迟，但也不会把信号加强。

　　很多电路已经具有单向性，因为它们的输出端不会接受输入信号，例如以附着在方块侧面的红石火把作为输出的电路。

　　逻辑电路

　　有时，你需要判断输入信号，经过一定的算法产生一个输出。这类电路即为人们耳熟能详的逻辑门(“门”只让满足“逻辑”的信号输出)。虽然有很多种类的逻辑门，最基本的只有三种：与门，或门、非门。

　　或门

　　只要或门的任意一个输入为1，输出就会是1。

　　与门

　　只有与门所有输入均为1时，输出才会为1。

　　非门(反相器)

　　使得输入信号反相(例如输入为0，输出为1;输入为1，输出为0)。

　　脉冲电路

　　某些电路需要特定长度的脉冲，其他电路用脉冲长度传达特定信息。脉冲电路派上了用场。

　　在一个状态稳定，另一个状态不稳定的电路通常称为单稳态电路(monostable circuit)。大多数脉冲电路属于单稳态电路电路，因为它们的激活态(非稳态)只能持续较短时间就回到稳定态。

　　脉冲发生器

　　脉冲发生器产生特定长度的脉冲。

　　脉冲限制器

　　脉冲限制器(又称脉冲缩短器)可以缩短过长的脉冲。

　　脉冲稳定器

　　脉冲稳定器(又称脉冲延长器)可以延长过短的脉冲。

　　脉冲延迟

　　脉冲延迟电路能够为脉冲提供延迟。

　　边沿感应器

　　边沿感应器在信号变化时：从0到1(“上升沿”感应器)或从1到0(“下降沿”感应器)，或两者均感应(“双边沿”感应器)。

　　脉冲长度识别器

　　脉冲长度识别器能够在输入脉冲长度在某个范围内时输出信号。

　　示波器

　　示波器为依次连接的比较器(1.5以下可以用1刻的红石中继器)链，据此能够通过点亮的中继器数量直观地测量脉冲长度。

　　时钟电路

　　时钟电路为持续、重复提供特定长度脉冲的脉冲发生器。一些时钟电路可以永久工作，另一些则可控。

　　简单的时钟电路只有两个等长的状态(0与1长度相同)。例如5刻激活与5刻非激活的时钟被称为5刻时钟。

　　中继器时钟

　　利用中继器(链)获得时钟电路中必要的延迟的电路。通常需要红石火把以获得反相功能。

　　漏斗时钟

　　漏斗时钟通过漏斗链循环传递物品，并通过红石比较器侦测输出。

　　活塞时钟

　　利用活塞对方块的推拉完成电路的反相功能。

　　时钟电路也可以基于矿车、船、掉落物品的自然消失等。

　　记忆电路

　　与逻辑电路永远反映输入信号不同，记忆电路的输出不单与输入相关，还与“过去的输入”相关。这样能够完成对电路过去状态的“记忆”。在现实生活中的电子学中，锁存器指对输入信号的某个状态产生反应的电路;触发器指对输入信号的变化产生反应的电路。

　　RS锁存器

　　RS锁存器有2个输入。输入端为S(Set)端与R(Reset)端：S端输入一旦变成1，输入就为1并保持;R端输入一旦变成1，输入就为0并保持。最简单的RS锁存器为知名的“RS或非锁存器”，其为Minecraft最古老也是最常见的记忆电路。

　　T触发器

　　T触发器用于信号切换(类似拉杆)。T触发器具有“时钟”输入端，输入端满足特定条件时，输出端会切换一次。

　　D触发器

　　具有"data(数据)"输入端与"clock(时钟)"输入端。输入端满足激活条件时，输出端会变成此刻数据输入端相同的状态。

　　JK触发器

　　具有稍微复杂的时序逻辑。

　　计数器

　　与基本触发器不同，计数器能够具有多个状态，从而完成对较大数字的计数。

　　还有很多记忆电路可供选择。

　　杂项电路

　　此类电路一般不常见，但却是大型复杂工程的重要组成部分。

　　数据分配器与继电器

　　数据分配器为逻辑门的高级形式之一，选择端的输入信号决定输出端与哪个输入端相同。

　　随机信号发生器

　　随机信号发生器能够产生无法预测的信号。一些随机信号发生器利用了Minecraft的随机特性(例如仙人掌生长或发射器对发射槽的选择);另一些则采用数学上的的伪随机算法。

　　多输入电路

　　多输入电路能够同时处理多个输入并得出综合输出。此类电路是建造计算器、数字钟与基本计算机的基石。

　　方块更新感应器

　　方块更新感应器(Block Update Detector，缩写为BUD)为能够对方块状态改变产生反应的电路(例如石头被开采，水变成冰，南瓜长出等一切涉及方块的数据更改的行为)。

　　爱好者们还有很多更复杂的电路方案。

　　如何建造一条成功的红石电路

　　计划

　　建造红石电路的第一步是确定电路能做些什么。

　　应该在哪里控制整个电路?如何控制?

　　电路是由玩家控制，生物移动控制或是其它控制方式?

　　电路能够控制什么样的机械?

　　信号如何从控制端传向机械?

　　需要将多个来源产生的信号组合到一起吗?

　　建造

　　建造电路时使用特定的方块组合是个不错的习惯，这样你当修建其他的工程时，看到这些方块你就能意识到不能再继续挖了。常见的选择有石砖、雪块与羊毛(不同颜色的羊毛有利于你自己区分电路的不同部分)。

　　当在水或岩浆边上建造电路时要特别小心。很多电路组件会在液体流过时被破坏。

　　建造电路以引爆TNT(陷阱或大炮)时要格外小心。建造中的电路可能会意外触发TNT，因此强烈建议最后再放置TNT。

　　解决问题

　　当电路出问题时，仔细检查，尝试寻找出问题的来源。

　　你是否想从一个弱充能方块引出电能?也许你需要红石中继器使其强充能，或者用红石中继器引出电能。

　　你是否想让电能穿过一个透明方块?用非透明方块代替它，或者绕道而行。

　　你是否无意中建造了一个短路电路，使得本来应当激活的红石火把燃尽了?修正短路电路，并更新红石火把的状态。

　　本不该激活的电路部分是否错误激活了?也许你不小心把不同部分的线路之间连了起来。

　　活塞、发射器或投掷器的激活方法错误?

　　精炼

　　电路正常工作后，考虑一下是否能够提高电路的性能。

　　你能让电路反应更快吗?

　　减少信号传输中不必要的元件数量

　　你能让电路更小吗?

　　你能使用更少的方块吗?

　　你能缩短红石线的长度吗?

　　你能让电路更强壮(提高鲁棒性)吗?

　　电路在极短的脉冲下依然能正常工作吗?

　　电路在频繁地激活/非激活交替下依然能正常工作吗?

　　Minecraft新版本的特性是否有助于提高电路的效率?(如1.5的红石比较器等)

　　电路噪声能小一些吗?