《方块盒》 Minecraft我的世界:【红石】

科学技术为人类文明进步提供不竭动力。

前言:

这是一个Minecraft相关的红石介绍贴!

这个帖子的内容相较前几个,部分理论知识偏向硬核,可能有点晦涩难懂。

红石,或者说生电,个人认为是Minecraft游戏里技术流玩家的标配,对我来说是可望不可及又高深莫测的领域。总而言之,激动人心的红石来了!

Minecraft中 与红石相关的物品

另外,Minecraft Java版1.17洞穴与山崖 已于6.8号更新


前提说明:

1.本帖所涉及所有名词不标准不唯一,都拥有其他同义名词可以替换。

2.本帖虽已参考查阅了大量相关资料和网站,但对各种红石名词解释仍带有强烈的个人理解色彩。

3.有很多内容依然没有讲完,相较前几个帖子,本帖通篇尽量在保证质量的前提下使用通俗易懂的语言来解释说明。

4.受本人水平限制,可能会有很多地方解释不好或者解释错误,还望大佬们海涵和纠正。


TIS Trinity Union服务器(简称TIS服)成立于2018年11月,是目前国内顶尖的Minecraft原版技术性服务器。



本帖大纲:


可点开详细查看



【红石元件】

红石元件在Minecraft生存中大部分是需要玩家手动制造,是进行红石电路和红石工程的基础核心

MC游戏内,物品中“红石”一栏

  • [元件分类]

虽然感觉很多很杂,但其实这些元件可以大致分为三个大类,并且和现实生活中的电路有相似之处,不难理解:

电源类:又叫“发生器”,是产生红石信号的方块。只要放置在地上或者被触发,就能稳定地、无条件地产生红石信号。为整个电路或部分电路提供能量来源,例如红石块、红石火把、按钮、拉杆、压力板等。

MC红石中的电源类方块

传输线:作用是负责传输红石信号,将红石信号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。红石线即可理解为现实生活中的电线

电动机械:又叫“效应器”,电源类元件发出红石信号后,利用红石信号进行工作的物品。类似于接受电能并作出反应(例如移动、发光等),例如活塞、粘性活塞、红石灯、音符盒、投掷器、发射器、各种木门铁门活板门栅栏门、TNT等。


【常见术语】

以下是各种红石元件的组合上产生的不同功能和情况,之所以插入术语就是为了加深对红石元件的理解和认知。请跟着忆塘一起来理解,注意每张图片下也有注释。

  • [充能]

即方块被来自电源的红石信号“通电”,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能力。

左侧红石灯被电源红石块激活点亮,红石灯被充能点亮

强充能:非透明方块被电源类方块充能。

弱充能:非透明方块被激活的红石线充能。

(下图:可以看到,白色羊毛是直接被下方的电源红石火把激活通电,这时候说白色羊毛被强充能。因为是直接来自电源充能,红石信号较,所以右侧红石线也足以被激活,不过因为红石线而被点亮的红石灯属于弱充能)

红石线被激活了

(下图:可以看到,红石火把作为电源发出红石信号,让下方的红石粉通电,此时仅仅因为红石粉的电能,激活了白色羊毛,这时候我们说白色羊毛被弱充能,白色羊毛上方的红石灯也被激活点亮,但此刻羊毛右侧的红石线没有被激活,因为传递到白色羊毛上的信号较,不足以接着激活右侧红石线)

红石线没有被激活

  • [透明方块]

在红石的角度要注意的方块划分:

透明方块/非透明方块

这里防止混淆,暂且不提实体方块、非实体方块、固体方块和液体方块的区分。

1.一些不透明方块可以阻断红石线在向上折角处的连接。

2.一些不透明方块可以被电源元件或传输元件充能

3.如果一个透明方块上放有红石线,它会成为一个二极管,可以向上传输红石信号但会阻挡向下传输的红石信号。

虽然下方有来自红石火把的直接充能,但上方的红石线没有被激活

例如玻璃荧石海晶灯这种,无法被充能,上方的红石粉没有被激活,即为透明方块。

不过,透明的概念并不只限于“完整”的固体方块(像冰和玻璃),还可以应用于仙人掌、楼梯和单个台阶之类“不完整”的方块。

简而言之,通常来说,非透明方块可以被充能,透明方块无法被充能。



  • [信号脉冲]

我们都知道,稳定输出的红石电路能够产生红石信号,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)。


(下图:按钮激活后发出红石信号,经过红石线和中继器最终激活点亮了红石灯,之后红石信号消失,红石灯熄灭,这就完成了一次红石信号的脉冲和传输)

  • [红石电路]

这里对所谓的电路暂且不进行分类,先从狭义的角度来讲,通过列举一些具体的原理电路来体现说明,加深理解。广义的大类别会从下面单独分一个板块说明。这部分偏向理论性,之后将再次以实践性来呈现。

只列举一些容易理解的。

高频脉冲

其实就是属于脉冲电路

以一定的速率不断产生红石信号的装置。频率分为高频、低频两种。由于在一些大型工程里会让大量方块处于更新变换状态,会对游戏造成卡顿,因此和高空水流一样在服务器里一般并不提倡。

高频脉冲

时钟电路

又可以再次细分为检测电路,循环电路等。另一种说法是他们都叫红石钟,通过循环一个红石信号来不断触发发生器,相当于低频的脉冲。

(下图:两个漏斗互相传输物品,比较器检测容器内一直在更新状态,因此就不断发出红石信号,也称之为检测电路)


循环低频,慢

(这里看上图和下图:四个中继器通过调整档位来达到红石信号无限循环,这个电路和其他的区别在于可以发射高频和低频信号,只需通过调档便可实现。)

循环高频,快

例如使用漏斗计时器,利用一定数量的物品在两个漏斗间互相传输,搭配比较器检测和中继器控制,来精准控制怪物窒息时间,从而使怪物血量剩到一刀刚好砍死的程度。

经典老牌漏斗计时器

更多的还有例如:

传输电路(红石火把高塔、二极管单向电路、导线梯等)

逻辑电路(在逻辑门的基础上的呈现)

蕴含门(一种执行实质条件运算的装置)

记忆电路(锁存器、触发器等运用)

杂项电路(涉及数据分配、感应器等)

暂不赘述

  • [信号锁存]

红石中继器可以被另一个连接到其边侧的中继器“锁定”。中继器锁定后,无论输入如何都不会变更其输出(开或关)。

知道了信号传输和脉冲这一过程后,我们可以看到下图最上方的一条是正常的传输过程:左侧拉杆激活后,红石信号通过中继器顺利传输

但是如果此刻激活右下方的拉杆后,又有一条新的红石信号传输过来,原线路上的中继器改变了材质,这时候我们说原线路的信号被锁存了。

此时,如果把左边最开始的拉杆关闭,不输出信号,可以发现,原线路依然输出红石信号,因为这条线路的红石信号被锁存了。

图片来源BV1GW41197mc by 小泠君

  • [红石机械]

如同上面提到的那些一样,通过各种红石元件完成一系列信号传输和特定功能实现的装置即为红石电路,而对红石电路最直观的实践应用便是红石机械。

这些名词的界限并没有太过死板,一个大型而完整的红石电路,当然可以称之为红石工程,而一个小小的自动刷石机也可以称之为机械和工程(因为它也蕴含着原理和机械装置)。

某些电路可能只能完成最简单的功能,但通过深入细化研究,能够逐渐用此类简单电路,组合成复杂的、能够满足机械需要的大型电路

打个比方,假设一开始我做了一个简单的电路装置:二次归递,通过抬起和落下的砂砾这种活动性方块,那么是不是可以扩大并实际运用成更大的装置呢?

当然可以,于是我将其扩大了两格,接近MC里大门的宽度,相同的原理和逻辑。

最后原理不变,拓展和应用成一个城堡的大门。这便是由一开始的红石元件组合,制作成红石装置,最后变成一个简单的红石机械。


红石机械即将红石元件和其他方块组合而成的实际应用。就如同上面提到的一样,简单元件组合成一般的红石组件,其实包含了原理和理解。在此基础上,将简单红石组件再次深入变成更大的红石机械,之后转变为更大的红石工程。

所有红石机械均包含红石组件或电路。



  • [红石刻]

红石刻(Redstone tick)为Minecraft计算红石机械结构状态的最小时间单位,等于0.1秒。常被记为1t(即“1 tick”)。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”。

首先我们都知道,游戏里完整的一天有20分钟。

相比现实世界,游戏内每一秒钟称之为20刻(gt)

一红石刻(Red Time)=两游戏刻(Game Time),即1rt=2gt

换算一下,1红石刻即0.1秒

中继器和比较器都有2gt延时

(上图:石质按钮保持打开状态是10个红石刻,不计卡顿即为10×0.1=1秒,而红石中继器一档为1个红石刻,不计卡顿延迟为1×0.1=0.1秒,四档延迟则为0.4秒,动图中一个按钮加两个中继器触发红石灯后,红石灯熄灭延迟为1+0.1+0.4=1.5秒



  • [逻辑结构]

所谓逻辑结构,就是用来在Minecraft中,以红石电路结构的形式,对红石信号进行逻辑运算的方块结构。由于逻辑结构相当于一个“门”,让信号通过并作出一定的反应,因此又将逻辑结构称为逻辑门或者门。

Minecraft红石里的“逻辑门”

逻辑结构有很多很多种。但是这里只介绍简单的逻辑结构,也就是对应三种简单逻辑运算的结构。

当然,每种结构的摆放方法都不只有这里介绍的这一种。你可以自己发现各种五花八门的摆放方式。

非门(Not Gate)

非门有一个输入端,一个输出端。其作用是输出=反相输入。

也就是输入1,输出0;输入0,输出1。

(下图:左侧红石线信号时,红石火把熄灭,右端红石线无充能,红石灯熄灭。)

(下图:左侧红石线信号时,红石火把点亮,右端红石线强充能,红石灯点亮。)

这样就起到了逻辑运算“”的功能。可以用首尾相接的两个非门达到延长传输距离的作用。


与门(AND Gate)

与门有两个输入,一个输出。

但只有同时输入1的时候输出才是1,否则输出都为0。

(下图:左侧两条红石线都无信号,输入为0 0,右侧红石线无充能,红石灯熄灭。)

(下图:左侧一条红石线有信号,输入为0 1,右侧红石线仍无充能,红石灯熄灭。)

(下图:左侧两条红石线都有信号,输入为1 1,此时右侧红石线才被强充能,红石灯点亮。)

像这种情况,一个输入端接拉杆,一个接按钮,输出端接你家大门——拉杆放在你身边,按钮放在门外。这样只有当你身边的拉杆输出为1时,按钮按下时,门才会打开。此时又可以说拉杆就相当于一个“门锁”。

(上图:拉杆(类似门锁)如果在不激活的情况下,按钮怎么按都不会点亮红石灯,这便是与门原理。)

或门(NOR Gate)

或门有两个输入,一个输出。

只要任意一个输入为1,输出就是1。

(下图:左侧两条红石线信号,输入为0 0,则右侧无充能,红石灯熄灭。)

(下图:左侧有一条红石线信号,输入为0 1,右侧强充能,红石灯点亮。)

这只是三个最基础的,之后的与非门(NAND Gate)、或非门(NOR Gate)、异或门(XOR Gate)、同或门(XNOR Gate)等等等等,就不再赘述了……

说实话,内容到这里,本人作为一个文科生和红石渣建筑渣已经感觉有点力不从心了,不过大家放心,更难的还在后头。



这些只是一部分Minecraft红石的【常见术语】,就先到这里吧。之后我们可以先试着理解和组合一些最简单的红石机械。

水流作物田,一键丰收。(当然比不上利用村民实现全自动的小麦塔)

水流作物田

李芒果的西瓜南瓜农场(小小的一块田地,生存里够养活我一个人,很开心)

全自动西瓜南瓜农场

当然李芒果也有飞行器版本的南瓜农场…

by ilmango



【红石电路】

理解和认识了各种红石元件后,接下里就是把它们运用并组合成一个整体了,即红石电路,又叫红石逻辑电路

以下所涉及的红石电路趋向于工程和成品,因为这一板块的内容偏向系统化、专业化、大型工程化和复杂化,所以与上面[红石电路]的内容从广义狭义角度来区分。

我们都知道,在现实生活中,逻辑电路与我们息息相关,例如我们熟知的电脑,手机,数字电视,数码相机等这些数字产品,都离不开逻辑电路的原理。

在MC红石领域里,我们同样离不开逻辑电路,因为各种红石电路设计都与逻辑电路原理紧密相连,息息相关。

逻辑电路由各种基础的“逻辑门”“触发器”和“锁存器”以及将他们相连接的导线组成。也就是说,红石电路即 按照逻辑电路的原理,将功能不同的器件和元件进行组合,可以得到任何所需功能的电路和机械工程。以下是一些分类:

这张图基本上理清了,逻辑电路在各个红石领域的一些用途 By RESENS cv6754204



  • [生存电路]

即“生电”,全称又名:生存红石电路,表意上为 对生存有帮助的红石机械,是本人最喜欢的类型,综合性不错。主要特点是生存实用性强,稳定性强,速度快,因而也可以叫 生存实用红石电路。

水流刷怪塔,利用盔甲架触发踏板激活活板门,水流依次冲走每一层的怪物。

水流刷怪塔 by 无糖雪梨

刷冰机

刷冰机 by Aschin

疣猪兽刷怪塔

疣猪兽刷怪塔 by 黑山大叔

蜜块树场

蜜块树场 by 一颗萝卜CarrotLee

  • [机械电路]

即“械电”,是利用活塞和粘性活塞的种种特性,对方块进行推拉以实现指定方块的移动。

常见的有高速机械电路(速度优先)和高压机械电路(体积优先)。

举两个普通活塞门的例子

高速械电:6×6 1.45秒开门的无痕门 

by Jb589&CranBerriJelly


高压械电:普 通 木 门 (这个视频第一次看的时候着实把我惊呆了)

by Jim_Sama BV1qE411n7Ku

其实这些电路都是相互联系的,并不存在唯我独尊的情况。生电中也有涉及到的械电内容,因此下面的红石工程也能感受到生电和械电的影子。

例如活塞电梯,隐藏工作台,隐藏箱子,自动熔炉,火车发车及自动回收,隐藏附魔台,刷铁轨机,怪物磨床,陷阱,全自动/半自动刷石机,飞行器,机器人,自动铺路机,移动导弹,移动战舰等,这些有很多地方都涉及到械电的原理和内容。 

其次

这里还有一个曾经属于械电领域的分支技术——飞行器科技。

飞行器科技,泛称绿萌(红石界内最广泛的称呼)、航械(简写自“可航行械电”),非正式名称有诸如活塞虫等,是指以粘液块/蜂蜜块为核心建造的可移动结构。

单向飞行器

QC特性为基础的BUD态——知名的飞行器(活塞虫)

单向飞行器

四向飞行器(上下左右折返)

by ilmango

四向飞行器下的全自动甘蔗农场

by -756- (MrFrancesco ilmango) BV1354y1D7Xc

李芒果的四向飞行器甘蔗/竹子农场

by ilmango

飞行器推动实现的黑人抬棺

by Comet107

绝了

接下来是盾构机,世吞的原理装置 

by 一路向前-yilu

传说中的世界吞噬者(世吞) 

by Fallen_Breath

由于这座山挡住我建刷怪塔了,所以我把山炸平了,我做得对吗?

清理区块,建立空置域

世吞后的下界空置域

(空置域就是清空指定区块,没有多余方块(一般深达基岩)的一片区域,整个环境类似空岛,做高效率的刷怪塔时常常会用到)

所以,除了生电,生存里来一个械电他不香嘛?

  • [数字电路]

即“数电”,又称为“红石计算机”。即通过游戏所给的逻辑机制(或门、非门)来实现逻辑运算。

数字电路一般是基于二进制运算法则和逻辑运算来实现各种运算、逻辑门、译码、转码、编码等,从而实现各种复杂的计算机和计算器。

数字电路在现实中是一门学科,所以如果没有基础,数字电路这个领域是十分复杂而高深的。

由于数字电路里实现各种复杂的数学运算多使用到加法器,所以数电圈里有一句话:数电万物皆可加。

数电相较于模电,速度较快,体积较大。

红石无线电视 

by Dr_本正_

16位四则计算器 

by Jayce丶H

16位红石CPU 

by endixxoOxoxO

函数绘图 

by章鱼千_zhyq

红石计算器 

by mattbatwings

封面图

红石计算器 by mattbatwings

32位红石电脑 

by TheRedPixel

第一次看的时候刷新我这个小叮当的世界观

  • [模拟电路]

即“模电”,利用比较器的比较、减法模式来对模拟信号的处理与运算。现实中的模拟电路是连续的信号,而红石模拟电路是离散的信号,所以和现实模拟电路还是有区别的,不能混为一谈。

由于红石模拟电路里实现各种复杂的数学运算多使用到比较器,所以模电圈里有一句话:红模万物皆可减。

模电相较于数电,速度较慢,体积较小,并且模电运算相对复杂,电路较难理解。

我们知道红石信号强度分16种(强度0—15),可利用比较器(三极管,模拟减法器)、中继器(二极管)等进行模拟运算。

运算种类分两种:弱信号模拟电路(0—15)和强信号模拟电路(>15),简称强模和弱模。

强模,将强度大于十五的信号寄存在比较器里,进行运算,并将输出化为弱模,方便显示。

弱模,直接将最强强度为十五的信号进行运算。

模电加法器 

by别把一看成破折

模电全加器 

by 奇逸_

  • [TNT炮]

TNT炮即利用特性(一些物理规律比如正交分解)实现一些打击效果。

例如:普通/高射程/超高射程的TNT炮

矢量炮(单线矢量炮,二维矢量炮,三维矢量炮{定点阵距——想打哪里就打哪里})

电磁炮(扇形,环形,单线,冰轨),冰轨炮,折射炮等等……

珍珠炮 

by Sylkos

天基屠龙炮 

by Fallen_Breath BV1N4411D7cK

超光速跃迁系统-矢量珍珠炮 

by Fallen_Breath BV154411M7Aa

相当于用电脑在游戏里造计算机用来控制空间跳跃

(另外,上面提到的[脉冲电路][时钟电路]等属于[数电],[记忆电路]属于[模电])


注意:

尽管如此,个人仍然认为以上【红石元件】【常见术语】【红石电路】三个大板块所提及的内容都是MC红石领域冰山一角



【相关模组】

最后则是,与原版红石系统相关或对游戏自动化科技进行拓展延伸的相关实用模组。篇幅所限就简单提几个足矣。

模组既然是基于原版基础,肯定也会为原版红石的自动化系统、科技系统等实现更多便利之处,比如在众多科技类模组里都能看到自动化发电相关的内容。

机械动力Create

机械动力(Create)是一个围绕着建筑、装饰和机械的新兴模组,所添加的元素旨在为玩家提供全新的建筑与自动化体验,在机器与能源方面,模组做出了极大的创新。机器不再由传统科技模组中乏味的电线供能,而是需要玩家搭建机械传动系统驱动。

流水线压板

矿物粉碎处理

物流系统

齿轮传动系统

更多实用设备2 Extra Utilities2

添加了大量实用的设备和物品。发电机、采石场、运输管道、自动化、RF发电机等等。喜欢和平的玩家更可以以一个和平的方式游玩游戏。在科技类和空岛类整合包很常见。

工业先锋Industrial Foregoing MFR2

原我的工厂2模组,是一个为Minecraft引入全面的自动化生产体验的科技型模组。利用MFR2自带的传送带和高级机器来完成自动化。主要是拥有一个能处理模拟红石信号的红石网络系统。

红石计划 ProjectRed PR

该mod通过紧密化的红石电路和简化的逻辑门来方便进行红石电路的控制,可代替老牌模组红石力量2RedPower2。

还有本人较为喜欢的沉浸工程Immersive Engineering,精美又浪漫科技类mod


【结语】

虽然花费了磕磕绊绊将近两周的时间,但只要有人支持,一切都是值得的。

Minecraft的红石对我来说如同这个游戏的其他领域一样,技术无上限且庞大而复杂,倒不如说更加体现了这个极具创造力的游戏。此外,将红石科技与命令方块、数据包、地图、模组等内容结合,又会有更多的火花和璀璨。

红石所涉及的内容包罗万象,从基础的理论和操作,到进阶的半自动化生产,以及高阶的全自动化科技,还有学到极深处的数字电路机械电路等等内容。

有人说红石内容相当于MC的理工科,但其实接触起来并不需要掌握很多专业的知识,无论处于入门级,建设级还是专业级,都能够在自己的世界里创造出极具成就感,甚至不亚于建筑和模组的内容。

[相关资料和参考来源]

MCWiki红石电路

https://minecraft.fandom.com/zh/wiki/%E7%BA%A2%E7%9F%B3%E7%94%B5%E8%B7%AF#.E5.9F.BA.E6.9C.AC.E7.A7.8D.E7.B1.BB

百度百科:红石

https://baike.baidu.com/item/%E7%BA%A2%E7%9F%B3/4686241

Minecraft 基础红石教程 Part1】你真的很了解红石吗?BV1HW411R7bY

《剖析MC》BV1o4411H7kE by LogicalGeekBoy

《红石逻辑电路: 从入门到精通》cv6754204 By RESENS

基础红石电路教程

https://www.mcmod.cn/post/1.html by Mirage

红石模拟电路教程 索引(偏向模电)

https://www.mcbbs.net/thread-148384-1-1.html

sjjklh红石基础教程系列 索引(偏向数电)

https://www.mcbbs.net/thread-25775-1-1.html

K 从零开始学红石 BV1ss411y7Rt by傻子的小聪明

Minecraft里,红石电路的械电,模电,数电分别是指什么

https://zhidao.baidu.com/question/587128424648976885.html

推荐B站up:红石科技搬运组 Fallen_Breath 黑山大叔 一颗萝卜CarrotLee TIS_TrinityUnion Jim_Sama 明月庄主 等。

2021年的红石音乐,究竟可以做到什么地步?BV1h54y1j7pr

谢谢大家。ฅ۶•ﻌ•♡,


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(之前的贴子)

《方块盒》Minecraft我的世界:【Mods】

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