红石电路

介绍 [编辑]

1. 红石电路是玩家在《我的世界》中所构建的一种装置，主要用于操控或激活其他机械系统。

2. 这些电路可以设计成手动触发或者自动运作，具备多种功能，例如持续发出信号、响应生物活动、物品掉落、植物生长或昼夜更替等变化。

3. 在游戏中，红石控制的机械种类繁多，从简单的设施（如自动门和光线开关）到大型构造（如电梯、自动农场和迷你游戏平台），甚至包括游戏内制作的计算机。

4. 掌握红石电路的构建与应用，能够显著提升玩家在《我的世界》中的游戏体验与乐趣。

基本概念 [编辑]

一、 红石元件

1. 红石元件是红石电路的基础，通过有目的性地使用红石元件即可构建出简单或复杂的红石电路。
2. 红石元件大致分为三个大类。

电源（信号源）

1. 电源是电路中提供信号的组件，能够使电路或其部分功能正常运作。

2. 在电路分析中，这些设备通常被视为只进行信号输出的元件。

3. 其信号的输入并非来自红石系统，而是由于外部的干预因素影响。

4. 例如，玩家可以通过按下按钮来激活电路；同样，实体也能够通过触碰压力板引发信号，即使触发的过程可能涉及红石电路的主动干预。

5. 此外，电源的输入还可以受到时间变化和环境光照强度的影响，如阳光探测器所表现的那样。

6. 常见的电源设备包括按钮、拉杆、红石块、压力板和阳光探测器等。

传输元件（传输者、电容器）

1. 传输元件负责直接传输和处理信号本身，自身可以接受输入输出。
2. 有红石粉、红石中继器、红石比较器、红石火把、侦测器[仅基岩版]。
3. 在基岩版中，除红石粉外的传输者被称为电容器（源码如此），电容器源码上归属于特殊的一类“信号源”元件。

机械元件（消费者）

1. 机械元件负责接受信号并作出反应，干预世界（如移动方块、发光、发射投掷物等）
2. 有时被称为消费者，因其只接收信号。
3. 有活塞、红石灯、发射器、铜灯、投掷器、活板门等。

二、 位置

1. 在《我的世界》中，一个方块占据的是一个正方体的空间，这个正方体具有六个表面。

2. 与一个特定方块接触的六个方块被称为“邻近方块”，简而言之，可以称之为毗邻方块。

3. 一个方块的二阶毗邻是指与该方块的曼哈顿距离不超过两格的其他方块。

4. 在这些二阶毗邻中，一个方块的毗邻的毗邻共有19个方块，而整个二阶毗邻则总共包含25个方块（包括该方块自身）。

5. 通常提到的“周围方块”指的是与一个方块在东西南北四个方向上直接接触的四个方块。

6. 类似于红石线和红石火把等方块需要依附在其他方块上，一旦其附着的方块被破坏，这些方块也会随之掉落。

7. 这些附着的方块通常被称为所附着方块。

8. 部分电源和传输元件具有特定的指向性，像红石中继器和红石比较器的指向表明输出端朝向的方块，而红石火把则指向其正上方的方块。

9. 红石粉的指向通常与其纹理的方向一致，但也存在特殊的例外情况。

三、 电路与机械

1. 在Minecraft的红石系统中，“电路”和“机械”这两个术语被用来描述包含红石组件的结构，但它们之间存在一些显著的差异。

2. 电路主要负责信号的处理，涉及信号的生成、传输和计算。

3. 与之不同，机械则更多地关注与方块及实体的交互，影响游戏世界的行为。

4. 当电路在运作时不改变红石元件之间的连接关系时，这种电路被称为“静态电路”，通常不会包含任何机械组件。

5. 相对而言，“动态电路”是在操作过程中能够改变红石元件间连接关系的电路，任意元件都可以构成此类电路。

6. 在Minecraft Java版中，标记为半连接性（QC）电路的作品被归类为动态电路，因为只有部分机械元件支持半连接性。

7. 所有动态电路都必然包含机械，因此可以视作机械电路的一部分；而静态电路则可能包含机械，例如用于展示计算结果的红石灯。

四、 信号与脉冲

信号有效极性/正负逻辑

1. 红石电路具备产生红石信号的能力，因此可以将信号传输中的状态简单地划分为“低电平”和“高电平”，即“无信号”和“有信号”。

2. 通常情况下，“低电平”和“高电平”分别对应于“False”和“True”，或“0”和“1”。

3. 这种信号对应关系被称为高电平有效信号极性，简称为“高电平有效”，在逻辑代数中被称为“正逻辑”。

4. 另一方面，存在与之相反的情况，其中“低电平”和“高电平”对应于“True”和“False”，或“1”和“0”。

5. 这种信号对应关系被称作低电平有效信号极性，简称“低电平有效”，在逻辑代数中称为“负逻辑”。

6. 负逻辑是一种特别的设计方法，通常用于优化电路性能，比如减少体积、延迟和卡顿。

7. 此外，负逻辑还常用于电路分析过程中。

边沿

1. 边沿指红石信号电平的变化瞬间。
2. 上边沿或上升沿指红石信号由低电平切换到高电平的变化瞬间；
3. 下边沿或下降沿指红石信号由高电平切换到低电平的变化瞬间。

相位

1. 相（Phase）代表相位，指逻辑代数中的“相同”与“相反”（例如“1”与“0”互为反相）。

脉冲

1. 在信号处理的过程中，当出现状态A转变为状态B再回到状态A的现象时，这一过程通常被称为脉冲。

2. 脉冲可以分为正脉冲和负脉冲，具体取决于状态A与状态B之间的电位（信号强度）差异，其中正脉冲表现为低电平到高电平再回到低电平，而负脉冲则为高电平到低电平再回到高电平。

3. 在脉冲过程中，状态A和状态B之间的电位差被称为脉冲的幅度，该幅度反映了信号强度的变化。

4. 此外，状态B保持不变的时间被称为脉冲的长度或宽度，通常用于描述脉冲的时长特性。

5. 需要指出的是，从严格意义上讲，脉冲的长度和宽度没有固定的限制，并且并不存在一个持续时间的上限来定义什么不应被视为脉冲，例如在红石电路中，一段超过30秒的信号仍然可以被归类为脉冲。

6. 在红石玩家的社区中，脉冲与信号是常被互换使用的术语，例如，“长信号”与“短信号”可以对应于“长脉冲”和“短脉冲”，两者之间并没有明确的对错之分。

五、 信号强度

1. 信号强度在Minecraft中通常介于0到15之间，表现为整数值。
2. 红石线路能将信号传导给相邻的红石线路，但每经过一个方块，信号强度会降低1。
3. 因此，在理想条件下，红石线路最远可以将信号传递15个方块的距离。
4. 若要实现更远的信号传输，可以使用红石中继器来增强信号至15，或者利用红石比较器来保持信号强度不变。
5. 获取所需的信号强度的方法有几种：如通过直接的电源组件，例如测重压力板或阳光探测器来产生信号。
6. 也可以使用红石比较器，通过直接输入、做差或检测方块状态来改变信号强度。
7. 需要注意，红石线之间的直接连接会导致信号强度的衰减。
8. 红石比较器能够接受并输出强度小于0或大于15的信号，例如当命令方块成功次数超过15或容器内物品超出堆叠极限时。
9. 在Minecraft Java版中，红石粉会对信号强度进行限制，因而小于0的信号会被忽略，而大于15的信号会被调整为15，只能通过红石比较器形成传输链。
10. 相对而言，在基岩版中，信号传递是基于有向图的，红石粉主要用来构建图中的边，并且在计算时不会限制信号的强度，因此低于0或高于15的信号可以成功输出到红石粉上，且信号衰减也会被准确计算，但信号最远仍只能传输15个方块。

六、 充能

1. 部分方块能够被充能及解除充能。
2. 当红石信号作用于一个方块时，若该方块毗邻的所有机械元件都可以被激活，那么这个方块就被称为红石导体，该行为被称为充能。
3. 被充能的方块叫做充能方块。
4. 大多数红石导体都是不透明的方块。

强充能与弱充能

1. 在《我的世界》中，红石导体的充能分为两种类型：强充能和弱充能。

2. 当红石导体受到来自红石组件（例如中继器、比较器或红石火把等）的电源激活时，称为强充能，此时它能够激活相邻的红石线路及其他元件。

3. 相对而言，弱充能指的是当红石导体被红石粉激活时，只能启动相邻的其他元件，而无法激活周围的红石粉。

4. 强弱充能的类型与信号的强度无直接关系，只有电源和传输元件可以对方块进行充能，而已经被充能的方块无法再进一步激活其他方块。

5. 被强充能的方块在某些方面表现出与红石块相似的特性，但需要注意的是，红石块并不是导体，且具有改变红石线路形状和方向的能力，能够向红石比较器的侧面输入信号（此功能仅限于Java版），而强充能的方块则不具备此能力。

充能等级

1. 使用多少信号强度的信号去充能一个方块，则称该方块有多少充能等级。
2. 被强充能的方块有多少充能等级，就可以激活毗邻的红石粉至多少信号强度。
3. 充能等级的大小与充能的强与弱完全无关。

七、 激活

八、 充能与激活

九、 方块更新（狭义）

1. 在《我的世界》中，当一个方块的状态被改变时，周围的方块会随之进行更新。

2. 在Java版中，红石电路的功能强烈依赖此方块更新机制。

3. 一次方块更新会通知邻近的红石元件“周围发生了变化”，从而触发它们检测自身是否需要变化。

4. 如果邻近的红石元件发生了变化，它将继续向周围发出更新信号。

5. 这种更新与变化之间形成了一个连锁反应，因此电路不一定能够保持在一个完全稳定的状态。

6. 需要注意的是，在Java版中，充能并不是游戏内部机制的一部分，因此充能或解除充能并不会引发方块更新。

7. 当红石元件发生变化时，周围足够范围内的方块将会被更新，以确保电路正常工作，例如，压力板会更新其相邻的方块以及与它连接的方块。

8. 除了方块更新，红石比较器还能够通过其后方两格内的容器（如附有运输矿车的探测铁轨）和其他一些方块的状态变化（例如物品栏中的物品变动）进行更新。

9. 同样，侦测器也可以通过某些方块的变化来进行更新。

10. 一般情况下，Java版中的方块更新范围如下：

11. 红石粉和红石火把会产生第二阶毗邻范围的方块更新。

12. 按钮、探测铁轨、动力铁轨、激活铁轨、拉杆、压力板、陷阱箱、绊线钩、测重压力板、讲台、避雷针和幽匿感测体则在其毗邻和附着方块（或指向方块）的范围内产生更新。

13. 侦测器、红石比较器和红石中继器的更新范围是它们指向的方块及其周围方块（不包括自身位置）。

14. 红石元件如倾斜的铁轨、探测铁轨与动力铁轨、红石粉（在特定条件下）会产生其毗邻、上方和下方方块的更新。

15. 仅限于水平的铁轨、阳光探测器、反向阳光探测器、活塞和黏性活塞、音符盒、钟、标靶、绊线及其连接的绊线钩等红石元件则只会根据其邻近方块的状态进行更新。

16. 需要注意的是，某些方块（例如命令方块、门、栅栏门和漏斗）状态的改变将不会引起方块更新，尽管它们可能会更新比较器。

十、 红石系统

简要介绍

1. 在Minecraft的基岩版中，红石电路的存储与管理采用了一种称为“有向图”的数据结构，通常被称作红石系统。

2. 这套有向图系统利用邻接链表的形式进行实现，因此有时也被称为“邻接表”，而非传统的邻接矩阵。

3. 红石电路的功能在很大程度上依赖于红石系统，而该系统的工作状态又受到方块更新的影响。

4. 红石系统能够储存所有红石相关组件的信息，记录这些组件之间的连接关系以及信号衰减现象。

5. 在该系统内部，红石信号会在每两个游戏刻进行一次更新，计算并设置各个元件的红石信号强度。

6. 对于动力铁轨和激活铁轨的信号衰减计算，也使用了图的理论，但其使用的参数值与一般红石元件不同。

部分细节

1. 红石元件在源码中被分为4类：信号源、电容器、消费者和传输者。

信号源

1. 信号源为只能输出信号的元件。有：按钮、拉杆、压力板、绊线钩、探测铁轨、红石块、阳光探测器、唱片机、讲台、标靶、避雷针、（校频）幽匿感测体。

电容器（是一类特殊的信号源）

1. 电容器为既能输入信号，又能输出信号的元件。有：中继器、比较器、红石火把、侦测器（源码如此）。

传输者

1. 传输者只负责传输（构建图中的有向边，连接各个元件），只有红石粉。在图构建完成后可被忽略（不影响信号正常计算）。

消费者

1. 消费者是指那些只接受信号的红石元件。
2. 此类元件包括红石灯、铜灯、发射器、投掷器、合成器、（黏性）活塞、漏斗、铁轨（尤其是在道岔处）、动力铁轨、激活铁轨、钟、音符盒、门、活板门、栅栏门、命令方块、TNT、生物头颅，以及大型垂滴叶等。
3. 消费者具备一种属性，称为“晋升为信号源”，这使得某些能够被强充能的消费者（例如发射器）在被强充能时能够进行信号计算。
4. 当游戏内发生可能涉及红石元件的方块更新时，相关的元件会被加入到待变更列表中。
5. 一旦元件完成信号处理并且输出发生了变化，其自身的下游元件将被纳入待计算列表，以便进行后续的信号传递和处理。

1. 当前刻为红石刻时，红石系统以如下顺序工作：

信号源/图更新阶段

1. 更新“待变更列表”内的元件的有向图（如活塞推拉方块截线或取消截线）；
2. 处理红石系统依赖（如比较器检测容器）；
3. 计算信号源元件的信号（如拉杆被玩家开关）。
4. 同时将可能导致输入变更的元件加入待计算列表。

电容器阶段

1. 对“待计算列表”中的电容器元件进行信号计算。

消费者阶段

1. 在“待计算列表”中，消费者元件的信号处理需要在下一游戏刻进行，特别是当这些元件需做出特定反应时，例如活塞的推出或发射器的发射。

2. 消费者更新阶段的处理几乎在更新阶段的最后部分完成，而阶段间存在“同步锁”，确保本次处理的结果在该阶段完全执行后才可被使用。

3. 电容器阶段的同步锁在消费者阶段之前生效，而信号源阶段的同步锁则优先于前两者。

4. 这一逻辑形成了两种信号优先级：信号源级信号，由信号源阶段的更新产生，比如信号源元件发出的信号；以及电容器级信号，由电容器阶段的更新带来。

5. 在同一个红石刻内，任意信号源级信号可在没有延迟的情况下跨越一个电容器元件，影响消费者元件的行为。

6. 因此，活塞可以稳定地进行“无延迟信号中继”，将输入的电容器级信号转换为信号源级信号并增强信号强度。

7. 如果在上一红石刻产生的信号变化在该红石刻的信号源阶段被阻断（如图的更新），则该变化将无法传递到电容器更新阶段。

8. 同样地，在同一红石刻内，若信号变化在电容器更新阶段前产生但被阻断，则该变化也无法影响消费者更新阶段的结果。

9. 在进行延迟计算时，需要考虑到上述信号逻辑的影响。

10. 当活塞推拉充能容器时，容器到位后的首次图更新阶段将视为红石导体更新的有向图，而下一个图更新阶段（1刻后）才能作为红石系统依赖接入比较器。

拓展

保存、加载与卸载

1. 在《我的世界》中，红石系统的有向图数据不会被保存到存档文件中，这样的设计主要是为了减少存档所占用的空间。

2. 每当玩家加载区块时，游戏会重新生成有向图数据，仅包含玩家曾经加载过的区块内的元件。

3. 这意味着，即使某个区块内摆放了很多元件，若该区块尚未被加载，这些元件将不会被纳入有向图，因此不会影响游戏的运行速度。

4. 另一方面，若一个区块已被加载，那么其中的元件和连接将会被记录在图中；即便该区块后续被卸载，元件的数据和链接依旧保留，能够正常进行信号计算。

5. 不过，未加载的元件将无法响应信号，无法正常工作，因此这些静态电路具有抗卸载的特性。

图欠缺稳定性

1. 一些电路的运行可能会受到微时序扰动的影响。
2. 比如，特定状态下的火把会受到重搜操作的干扰。
3. 此外，在高频信号的情况下，面部侦测器的工作状态也会受到区域和计划优先级的影响。

图搜索算法缺陷

1. 在《我的世界》中，部分元件的行为常常与玩家的直觉相悖，特别是对于红石粉的指向。

2. 一些元件如标靶、活塞和钟无法完全改变红石粉的方向。

3. 这些元件仅能通过添加自身及其连接的元件组成的有向边，来扩展图的结构。

4. 举例来说，输入直连的标靶可以与中继器、比较器、火把一起工作，但不会影响图的搜索路径。

5. 这种行为的原因在于，线路连接的优先级高于充能连接。

6. 当系统处理线路连接时，会优先完成线路的搜索，之后再处理充能连接的情况。

7. 此外，如果线路连接与充能连接同时指向同一元件，系统会选择线路连接的结果，忽略充能连接的影响，尽管后者的衰减可能较小。

8. 这种优先级特性为构建图更新检测器提供了可能的实现方式。

性能对比

1. 红石粉在Minecraft中，如果不进行图形更新，则可以视为“不存在”，它的组件输出通过链接数据和阻尼线直接连接到输入端。

2. 这种设计极大地减少了串行计算所需的时间。

3. 在“静态电路”中，相较于Java版，基岩版红石粉在性能消耗上具有显著的优势。

4. 然而，由于有向图所采用的数据容器、图搜索算法以及内存释放机制存在不足的问题，当大量组件被增删或连接发生变化时，会引起显著的性能与内存开销。

5. 这将导致红石系统的运作效率降低，甚至可能引起游戏的延迟或卡顿现象。

6. 可以通过专门的设计来尽量减少图更新的次数以及图的重新搜索所带来的性能消耗。

7. 因此，在“动态电路”中，基岩版红石粉的性能消耗可能与Java版持平，甚至更高。

十一、 红石刻

十二、 电路特征

1. 电路体积通常使用长×宽×高的格式进行描述，这代表了电路的外切长方体的尺寸。

2. 在这个描述中，底层用于附着的方块会被包括在内，但输入信号和输出信号的方块或其他结构则不在此列。

3. 电路的单位以方块（Block）为基础，通常简称为“b”。

4. 当电路的宽度或高度为1时，通常会省略这个1，例如将9×10×1简化为9×10。

5. 在某些情况下，描述体积时可以忽略支撑电路的最下层方块，例如在地面使用红石粉连接拉杆和红石灯时，可忽略地面方块。

6. 需要注意的是，这种描述方式无法有效地区分平面电路与1格高的电路。

7. 对于某些电路，尽管单个体积可能相对较大，但在大量堆叠时，它们可以相互“穿插”，最终呈现出小于单体积乘以堆叠数量的总量。

8. 基于以上特征，电路可以归类为几种常见类型。

9. 1格高电路是指仅有1格高的电路，其设计无法使用需上下附着的元件，例如红石线或红石中继器。

10. 1格宽电路至少有1个横向尺寸为1的电路，通常称为单片电路。

11. 平面电路则可以直接在地面上构建，无需层叠元件（排除红石元件的附着），这类电路有助于初学者的理解与学习。

12. 无痕电路是指可完全隐藏于墙壁、地面或天花板下的电路，其特点是电路元件在不工作时完全不外露，常见于活塞门设计中。

13. 无延迟电路在接收到输入信号后，能立即在同一游戏刻内改变输出，因此也被称为“瞬时电路”或“零延迟电路”。

14. 无声电路则不会发出任何声音，适合需要抑制噪音的场景，通常用于陷阱设计。

15. 可堆叠电路可以在横向或纵向上连续布置并能正常工作，并且所有单元可以由一个总输入控制。

16. 可并列电路同样能够在横向或纵向上连续布置并正常工作，但不同单元之间不会相互干扰。

17. 双版本通用电路则在无须改变结构的情况下，能够同时适用于Java版和基岩版。

18. 堆叠和并列电路之间互不冲突，通常能够共同存在并发挥作用。

19. 不同的电路拥有各自的特征，参见此处的表格：

其他可能的设计目标

1. 如降低子电路延迟、减少昂贵元件消耗（如侦测器）、尽量减小体积等。

基本种类 [编辑]

一、 数字电路

1. 数字电路，通常被称为“数电”，是利用游戏内的红石组件及逻辑机制（如与、或、非运算）来进行逻辑运算、算术操作和自动控制的电路系统。

2. 这种电路体系主要依赖于二进制运算规则和逻辑运算，以实现多种复杂的计算机和计算器功能。

3. 在现实生活中，数字电路是一门独立的学科；然而，对于没有相关基础知识和思维方式的普通玩家而言，掌握数字电路的概念可能较为困难。

4. 数字电路可以分为三大类：传统数字电路、现代数字电路以及无延迟数字电路。

传统数电

1. 传统数字电路主要依赖静态电路实现所有的逻辑运算，而动态电路则仅在输出阶段被采用。

2. 在绝大多数情况下，传统数字电路的模块设计能够兼容Java版和基岩版。

3. 举例而言，一台利用活塞显示结果的四则运算器，定义上规定它在活塞显示区域只能运用动态电路。

现代数电

1. 在现代数字电路设计中，虽然仍然主要采用静态电路的逻辑结构，但也可适度使用动态电路技术以提升系统性能。

2. 比如，利用光电技术可以构建占地24个方块、运行速度为10Hz的双通道读写系统，该系统的存储能力高达16384字节，访问时间在1到4秒之间。

3. 这种存储阵列的高密度达到了每位数据2个方块，而这项技术目前仅适用于基岩版。

4. 然而，这种方法使得电路模块的通用性相较于传统数字电路设计有所降低。

无延迟数电

1. 在数位电路设计中，由于滥用无延迟电路的不当使用，传统与现代数电已经将其排除在外，从而形成了无延迟数电的独特派系。

2. 无延迟数电的主要目标在于在无延迟的前提下实现更加紧凑的设计或更低的延迟，或是试图验证在Minecraft中实现极其复杂的数学逻辑的可行性，因为不采用无延迟电路将导致时间成本的显著增加。

3. 此类电路设计涉及到红石元件在同一时刻的计算优先级，因此在游戏版本更新时，优先级的变化可能会导致电路失效或损坏。

4. 无延迟数电在Java版的Minecraft中尤为常见，这是因为基岩版由于其随机优先级的特性，使得构建大规模的无延迟电路变得相对困难。

5. 该领域的典型应用包括无延迟四则运算计算器、无延迟边沿逻辑计算系统以及10Hz中央处理器等。

6. 相较于模拟电路，数位电路具有更快的运算速度，但其体积通常会稍大一些。

数模不分家

1. 随着电路技术的持续进步，传统的二进制计算方法已渐渐无法满足现代对速度、尺寸和材料消耗的要求。

2. 在现在的《Minecraft》数字电路中，使用“模拟技术”来实现“数字逻辑”已经变得相当普遍。

3. 例如，电路可以允许电能以“可控的”方式泄漏或产生干扰，从而扩展布线的灵活性，以便达到更快的运行速度、更紧凑的设计以及更低的材料使用。

4. 通过利用充电特性和信号强度的差异，能够实现单侧的无延迟线路交叉。

5. 维持单向红石梯上的信号强度差，也能实现无延迟的进位计算。

二、 模拟电路

1. 模拟电路，简称为模电，是一种通过比较器的比较或者减法模式，直接对信号强度进行逻辑和算术运算的电路。

2. “模拟”一词意指信号的连续变化，然而在Minecraft游戏中，红石信号在强度和时间上其实是离散的，形成的信号强度不能像现实那样存在于小数值之间。

3. 这种离散信号及其相关的逻辑处理电路，现实中被称为多电平逻辑，属于数字电路的范畴。

4. 在此，我们使用“模拟”一词，旨在区分信号的存在与信号强度的传输及计算。

5. 现实生活中的数字电子技术通常采用二电平逻辑，只有高低两种电平，而模拟电子技术则专注于电势的连续变化，这与Minecraft中的红石电路承接了相似的理念。

6. 红石模拟电路可以被分为两种类型：弱信号模拟电路（弱模）和强信号模拟电路（强模）。

7. 弱模电路处理的信号强度范围是0到15，运算时通常采用16进制或10进制规则。

8. 强模电路则利用比较器的特性，可以处理信号强度超过15的情况，允许的强度范围为0到2,147,483,647，进制规则依照电路的具体设计而定。

9. 在某些模拟电路中，也会涉及小于0的红石信号进行计算。

10. 总体而言，模拟电路相比数字电路在速度上略显缓慢，但占用的体积相对较小。

三、 机械电路

1. 机械电路的简称为械电，它通过利用各种方块（如活塞、黏性活塞和发射器）以及实体（如矿车卡位、矿车挤压和拴绳）等游戏特性来构建电路并实现特定目标。

2. 由于械电往往需要充分发挥游戏中的各种特性，特别是与版本相关的特性，因此通常无法确保在Java版和基岩版之间实现互通。

3. 根据设计目的，机械电路可以分为“高速械电”和“高压械电”两类。

4. 高速械电的主要目标是追求快速的执行速度，其次则希望尽量减小其占用的空间，例如可以在0.15秒内完成开门操作的2×2无痕玻璃门。

5. 相较而言，高压械电则更关注于减小设备体积，速度是次要考量，这导致其时序通常显得比较复杂，比如一个仅180个方块的5×5活塞门，其开门需要2小时6分钟（冷却时间同样为2小时6分钟），关门则为1小时3分钟（冷却时间为3小时）。

6. 除了单纯实现特定目标外，械电还常常涉及自我限制玩法，也就是限制在使用过程中可供利用的特性。

四、 飞行器科技

1. 飞行器科技，又称为航械、黏液块技术（绿色萌芽）或活塞虫。

2. 该技术起源于械电系统，通过使用活塞以及黏液块或蜂蜜块来实现单向或多向的机械移动。

3. 此外，飞行器科技还可以应用于可移动的各种电路，如世界吞噬者、移动矢量炮以及移动3×3门等装置。

五、 生存实用电路

1. 生存实用电路，通常被简称为生电，涵盖了多个技术领域的特点。

2. 这种电路的应用范围相当广泛，结合了数字电路、模拟电路和机械电路的优势。

3. 生电的主要设计目标是以生存模式为基础，强调在游戏中提供高效且可靠的解决方案。

4. 其主要特性包括降低材料消耗、减少运行卡顿，并提高操作的稳定性。

六、 储存电路

1. 储存电路，通常被称为储存科技，或简称为储电，涉及到对容器及物品的多种处理技术。

2. 这一领域涵盖了多个重要模块，包括盒子科技、矿车科技、物品编码科技，以及分整流技术等。

3. 储存电路是一项复杂而全面的技术，与玩家的生存模式密切相关。

4. 此外，储存电路中还有一种主要以创造为核心玩法的形式，称为创储。

七、 TNT大炮

1. TNT大炮基于对于TNT实体的研究与模型建立，炮膛设计等。

矢量炮

1. 矢量炮即利用正交分解，通过控制两个互相垂直炮膛的TNT数量，来实现控制两个互相垂直且作用于弹头的同一点上的力，以实现精确的打击效果。

基本电路 [编辑]

1. 在《我的世界》中，构建电路的方式有很多样化的选择，但特定功能的电路通常遵循相对固定的设计模式。

2. 本章节将电路进行分类，并为每一类提供独立的主条目，详尽描述相应的电路设计方法。

3. 一些电路即使功能简单，但通过将多个此类基本电路组合在一起，可以创建出复杂且功能强大的电路系统，以实现特定的目标。

一、 脉冲电路

1. 在某些电路中，为了正常运作，特定的脉冲是必不可少的，而一些电路则利用脉冲来传达特定的信息。

2. 这样的电路被统称为脉冲电路，广泛应用于电子设备中的多种功能。

3. 通常情况下，电路可以被划分为稳态和不稳态，若一个状态保持稳定而另一个状态则不稳定，我们称其为单稳态电路。

4. 绝大部分脉冲电路都可以归类为单稳态电路，因为它们处于激活状态（即不稳态）的时间是有限的，随后会恢复到稳定状态。

5. 脉冲发生器是用于产生特定长度脉冲的设备。

6. 而脉冲限制器，也通常被称为脉冲缩短器，则用于缩短时间过长的脉冲信号。

7. 相对而言，脉冲稳定器具备延长信号的能力，能够将过短的脉冲延长。

8. 脉冲延迟器则可以为脉冲信号提供预定的延迟，某些类型的延迟器也会改变脉冲的长度。

9. 边沿感应器的功能在于在信号变化之际输出脉冲信号，包括从0到1的“上升沿”感应器，或从1到0的“下降沿”感应器，亦或同时感应两种变化的“双边沿”感应器。

10. 最后，脉冲长度识别器能够在检测到输入脉冲长度位于特定范围时输出信号。

二、 时钟电路

1. 时钟电路是一种能不断输出相同信号的装置，可以看作是一个脉冲发生器，它以特定的脉冲长度持续或重复地运作。

2. 某些时钟电路在运行过程中始终处于工作状态，而另一些则可以根据需要进行开关控制。

3. 从一次脉冲的起始到下一个脉冲的开始，这个时间间隔被称为时钟电路的周期。

4. 在一个完整的周期内，脉冲的持续时间与周期总长度之间的比例则被称为占空比，而占空比并不一定是越高越好。

5. 一个简单的时钟电路通常具有两个相等的状态，表现为50%的占空比，例如，一种1rt激活和1rt不激活的时钟，其完整周期为2rt。

环时钟

1. 利用中继器、比较器及红石火把等组件，可以构建一个环形电路，将环的起点和终点相连接，从而形成一个时钟电路。

2. 这个环的组成元素数量将直接影响其周期的长短。

3. 时钟电路有两种主要设计：旋转环和反相环。

4. 旋转环的功能是使信号在环内不断循环，结构比较简单且易于理解。

5. 反相环则是在旋转环的基础上，引入了信号在每个周期末尾反转的机制，其周期长度是旋转环的两倍，尽管所需的元件数量相同。

6. 实现反相功能通常需要借助比较器和红石火把。

漏斗时钟

1. 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。
2. 漏斗时钟的体积与耗材极小。

活塞时钟

1. 利用活塞或黏性活塞对方块的推拉延迟建造时钟。
2. 活塞时钟的耗材较高且占空比通常难以控制（例如建造一个单周期占空比50%的活塞时钟通常极为困难）。

侦测器时钟

1. 摆放两个观察端彼此相对的侦测器，在其后摆放红石元件即可。

其他时钟设计

1. 时钟电路也可以基于唱片机、阳光探测器、矿车、船、掉落物品的自然消失、水的流动等。

三、 传输电路

1. 利用多种传输元件与游戏机制，即可构建出满足各种需求（如高密度、高速度、高吞吐量、低卡顿等）的传输电路。

信号中继器

1. 信号中继器的主要功能是延伸信号传输的距离。
2. 最基础的信号中继器是红石中继器，它可以将信号强度提升至15，从而实现更远的传输。
3. 另外，还有一些特定类型的中继器可供使用：
4. 瞬时中继器可在不增加任何延迟的情况下中继信号。
5. 双向中继器则配备两个端口，能够实现双向的信号输入与输出。

二极管

1. “二极管”指只允许信号单向传输的电路，通常用于防止线路反向传输信号引起的：错误触发、线路串扰或延迟紊乱。常用的无延迟二极管有：台阶、玻璃或漏斗等。
2. 有的元件本身便具有单向性，因为它们的输出端不接受输入信号（例如红石中继器、红石比较器、红石火把等）。

纵向传输电路

1. 虽然横向传输较为简单直接，但有时我们更需要纵向传输来满足需求。
2. 此处列举一些简易的纵向传输电路：

红石楼梯

1. 最简单的纵向传输就是在斜向上的方块上铺设红石线，或是使用2×2的螺旋结构等等。
2. 红石楼梯支持向上向下传输信号，无延迟，但占地较大，传递至多15格就需要中继信号。

红石梯子

1. 荧石与倒置楼梯的组合能够在其上方放置红石线，而不会影响信号的传递，从而实现信号在2×1的“梯子”结构上进行纵向传输。

2. 值得注意的是，这种传输方式只支持向上传送，因而可以视作一种纵向的二极管。

3. 红石梯子具有占地面积小、无延迟的优点，但需要每15个安装一个中继装置。

4. 在基岩版中，可以利用玻璃或活塞实现1×2的梯式双向传输。

5. 尽管红石梯的传输速度非常快，它的占地面积相对较大。

火把塔

1. 红石火把能够充能其上方的方块并激活毗邻的红石元件。
2. 利用该特性，纵向传输便成为可能（向上与向下的设计不同）。
3. 火把塔耗材低且占地少，但延迟较高。

侦测器导线

模电传输电路

通用传输方案

中继器传输方案

杂项传输电路

阳光探测器传输

1. 该种传输技术常被称为光电技术。
2. 其基本原理依赖于在晴朗的白天，太阳光照射下恒定保持15级的亮度。
3. 通过该原理，可以在白天建立一条忽略竖直高度差且无延迟的垂直传输路径，我们称之为“光路”。
4. 使用活塞或者发射器来控制流体的推拉，可以操作光路的遮挡，从而实现对阳光探测器信号的控制。
5. 除此之外，阳光探测器的遮挡控制器通常也被称为光控装置。
6. 光电技术的一个显著特征在于其能够传输连续的信号。
7. 在Java版中，阳光探测器的更新频率为每秒一次，最高可实现1Hz的信号传输。
8. 而在基岩版中，阳光探测器会以每个游戏刻更新一次，能够达到最高10Hz的信号传输速度，这需要使用四个粘性活塞或三个发射器组成的专用光控。

实体传输

1. 主要包括利用弹射、坠落、气泡柱升降移动实体到感应位置，可以自带复位（两个单项的收发反向重合），可以实现穿墙传输，通常距离越远实体速度越快，延迟通常较难计算，需对游戏机制有一定了解。
2. 实体传输的卡顿通常稍高但能极大拓展布线可能性。

墙传输

1. 利用Minecraft墙体的模型机制与侦测器可以检测墙体模型更新，可以使用墙体搭建一条竖直下传线路并用活板门控制。
2. 这种技术称为墙电。特点是传输信号边沿。
3. 墙电在Java版中是无延迟下传的，在基岩版中则是1gt下传1格。

树叶传输[仅Java版]

1. 利用侦测器可以检测树叶连接或断连原木，可以使用树叶搭建一条任意形式的线路并用活塞或黏性活塞与原木控制。
2. 这种技术也称为树电。特点是传输信号边沿。
3. 树电的最大传输距离为7个树叶。

气泡柱传输

1. 利用侦测器可以检测气泡柱变化，可以通过搭建一条完全竖直的水柱并于底部通过活塞或黏性活塞控制灵魂沙或岩浆块控制气泡柱进行上传传输。
2. 这种技术也称为泡电。特点是传输信号边沿。
3. 泡电在Java版中上升沿（产生气泡柱）时速度为1gt上传1格，下降沿（气泡柱消失）时无延迟；在基岩版中则是1gt上传1格。

脚手架传输

1. 侦测器可以侦测到脚手架 distance 属性的变化，从而把信号竖直向上传播。
2. 活板门在关闭时被脚手架认为是表面完整，打开时被脚手架认为表面不完整。
3. 在Java版中，脚电是无延迟上传的，但是横向只能拓展5格（还有一格用来放活板门）。
4. 在基岩版中，脚电是有延迟上传的。
5. 以放在活板门上的那一格脚手架为起点，第一格有2gt的延迟，第二格有4gt的延迟，并且每两格增加2gt的延迟（也就是在第偶数格时增加2gt的延迟）。

四、 逻辑电路

1. 逻辑门是数字电路中的基本构件，主要用于处理输入信号并生成相应的输出。

2. 非门，亦称为“反相器”，在其操作中会使输入信号的状态反转，即输入为1时输出为0，反之亦然。

3. 或门的功能是，当任意一个输入信号为1时，其输出也为1。

4. 或非门则是对或门输出的反转，意味着只有当所有输入信号均为0时，输出才会为1。

5. 与门的工作原理是，只有当所有输入信号均为1时，才会产生1的输出。

6. 与非门是与门的反相器，输出也仅在所有输入为1时为0。

7. 异或门的特性是，当其输入信号不同时，输出为1；在输入相同的情况下，输出为0。

8. 同或门的功能正好相反，只有当输入信号相同时，其输出才为1。

9. 蕴含门则是一个特定的逻辑门，其输出在第一输入为1且第二输入为0时为0，在其他情况下输出为1。

10. 这些逻辑电路通过判断输入信号的状态来决定相应的输出，构成了数字逻辑的基础。

11. 请注意，非门属于一元逻辑，而其他列举的逻辑门均为二元逻辑。

12. 或门的否定即为或非门；同理，或门的与门输出也能通过取反得到与非门。

13. 另外，异或门和同或门可以通过添加非门进行转换，但必须确保非门的总数为奇数，若为偶数则逻辑性质不变。

五、 记忆电路

1. 逻辑电路通常只考虑当前的输入信号，而记忆电路的输出则不仅与当下的输入有关，还与之前的输入状态有关，形成了记忆。

2. 在实际的电子学中，锁存器（Latch）是一种能对输入信号的某一特定状态作出反应的电路。

3. 另一方面，触发器（Flip-flop）指的是能够响应输入信号变化的电路。

4. 记忆电路有多种不同类型，以下将介绍一些常见的记忆电路类型。

SR锁存器

1. SR锁存器的主要功能是在数字电路中进行状态存储。
2. 它拥有两个输入端口，分别为设置状态（简称为S）与重置状态（简称为R），同时输出端口则有O和O'，这两个输出的状态相互对立。
3. 当设置输入S为1时，输出O会变为1，而O'则相应变为0；相反地，当重置输入R为1时，输出O会变为0，而O'则会变为1。
4. SR锁存器的设计可以通过两种不同的逻辑结构实现，分别是由两个或非门构成或者由两个与非门构成。
5. 在Minecraft游戏中，玩家可以使用两根红石火把来搭建RS锁存器，它是一种非常古老且普遍使用的记忆电路设计。

T触发器

1. T触发器用于信号切换（类似拉杆）。
2. 具有输入Input（简写I）与输出Output（简写O)。
3. 当I满足条件（为0？为1？上升沿？下降沿？）时翻转O的状态（1变为0，0变为1）。

D触发器

1. D触发器用于储存。具有常规输入Input（简写I）与时钟输入Clock（简写CLK）以及输出Output（简写O）。
2. 当CLK为1时将O设为I的状态，当CLK为0时O会保持原有状态。
3. D触发器可以视作RS锁存的升级版（且D触发器的确可由RS锁存实现），中继器实际上也是D触发器，但CLK被取反。

JK触发器

1. 与RS锁存器相似，但RS锁存器不支持R端和S端同时为1，而JK触发器在J端和K端同时为1时则翻转输出信号（1变为0，0变为1）。
2. 现实中用它来实现T触发器，在Minecraft中大多用于便于写入的计数器。

六、 杂项电路

随机信号发生器

1. 随机信号发生器能够随机产生无法预测的信号。
2. 常用的随机信号发生器利用了Minecraft的随机特性（如仙人掌生长，发射器与投掷器对执行槽的选择），活塞互推的优先级[仅基岩版]；
3. 亦可通过使用数字电路实现数学上的伪随机算法来实现。

示波器

1. 示波器主要分为两种类型：数字示波器和模拟示波器。
2. 数字示波器是由多个中继器按顺序连接形成的链路，这样可以通过点亮的中继器直观地反映脉冲的长度。
3. 此外，它还可以用来直接观察数字串行数据流。
4. 相对而言，模拟示波器则是由一系列比较器逐个连接，并在每个比较器之间设置强度显示器，以实现对脉冲能量强度的直观测量。
5. 模拟示波器同样能够直接观察到模拟串行数据流。

计数器

1. 计数器（Counter）是用于记录输入满足条件次数的装置，二进制计数器（或称数电计数器）通常由级联的T触发器构成，因此其计数条件与选用的T触发器的满足条件相关。
2. 而模电计数器（进制为3~16不等）通常由模寄存器与进位判断构成。

方块更新探测器

1. 方块更新探测器（Block Update Detector，简称BUD）是一种电路装置，能够感知周围方块的更新事件。

2. 这类更新事件包括如挖掘石头、水面结冰或南瓜生长等情况，探测后会触发预设的反应。

3. 单稳态BUD的特点在于它能够生成短暂的输出脉冲，而双稳态BUD（T-BUD）则负责输出状态的切换。

4. 同样可以通过结合单稳态BUD与T触发器来实现双稳态BUD的功能。

5. 此外，侦测器常被视为单稳态BUD的一种变体。

6. 在Java版中，BUD的运行通常依赖于活塞机制来完成检测任务。

选择器和分配器

1. 选择器，又被称为多路选择器、数据选择器或集线器，具有多个输入端口和一个输出端口，另外还具备一个“控制输入”。

2. 该控制输入的值用于决定哪个输入信号会被输出。

3. 分配器，亦称为多路分配器、数据分配器或分线器，具有一个输入端和多个输出端，同样配备一个“控制输入”。

4. 通过控制输入的值，分配器能够确定输入信号连接至哪个输出端口。

5. 组合选择器和分配器可以共同构成“数据总线”，这一系统允许任何输入端口与任何输出端口相连。

6. 采用数据总线的设计可以显著减少所需的专用传输线路数量，而可以连接的端口数量则取决于设计所设定的通道数。

建造电路 [编辑]

一、 计划

1. 在构建红石电路的过程中，首先需要明确电路的目的及其输入源。
2. 电路的功能可以包括推动方块或生物、识别物品、进行算术计算等多种可能性。
3. 接下来，要考虑电路输入应从何处引入以及输入的来源。
4. 输入信号可能由玩家操作、生物移动或其他机制所提供。
5. 重要的一步是将输入信号转换为预期的输出结果。
6. 在设计过程中，需从输出推导回输入，判断电路是否能够直接实现功能，或需拆分为多个部分来完成。
7. 如果需要拆分，必须考虑各部分的具体构造和逻辑连接。
8. 此外，需要明确如何将信号从控制端传递到相应的机械装置。
9. 最后，如果有多个信号来源，还需考虑如何将这些信号整合在一起，以实现电路的所需功能。

二、 建造

1. 在构建电路时，使用特定方块组合可以帮助区分电路的不同区域，这是一种值得采纳的好习惯。

2. 常见的选择包括石英、铁块，以及各种染色方块，如羊毛、混凝土和陶瓦等，这些不同的方块可以有效标识电路的各个部分。

3. 在液体周围建造电路时，需特别谨慎，因为许多电路组件可能会受到液体的破坏。

4. 在构建含有TNT的电路（例如陷阱或炮台）时，更要小心谨慎，以免意外引发TNT的点燃。

5. 为了避免问题发生，应合理控制放置TNT的时机，比如在电路其他部分完成后再放置TNT。

6. 如果将红石火把置于充能方块上，它可能短暂不知关闭状态，从而为电路提供信号，直到下一游戏刻。

7. 除了TNT之外，这一原则同样适用于电路中可能意外启动的其他特征，比如在电路未完全准备好前激活发射器或填充发射器内容物。

三、 解决问题

1. 当电路出现故障时，需仔细调查并找到故障的根源。

2. 检查信号是否是从一个弱充能方块传出，可能需要使用红石中继器来增强信号。

3. 确保红石信号没有经过红石绝缘体，必要时可以用红石导体替换，或者进行旁路连接。

4. 需要留意是否意外创建了短路电路，导致应激活的红石火把被烧毁，及时修复短路并更新火把状态。

5. 检查电路是否有不应激活的部分被错误触发，这可能是因为不同线路错误连接所导致。

6. 验证活塞、发射器或投掷器的激活方式是否正确，以避免功能失常。

四、 优化

1. 在电路正常运行后，思考提升电路性能的可能性十分重要。
2. 是否可以加快电路的反应速度，以降低延迟？
3. 可以通过减少信号传递中不必要的部件，例如中继器与红石火把，来实现这一目标。
4. 同时，调整电路逻辑以缩短“输入”到“输出”的路径也是一项可行的策略。
5. 除了缩短反应时间，还可以考虑如何将电路设计得更加紧凑。
6. 是否有可能使用更少的方块？
7. 对于线路走向的优化也是一种有效措施。
8. 再者，调整电路逻辑以实现更多组建的复用，有助于节省材料和空间。
9. 还需要关注电路的稳定性，确保在高频工作时依然能够正常运作。
10. 另外，电路在长时间未接收到输入时，是否还能保持正常功能也是一个重要考量。
11. 此外，要确保电路能够抵御因区块加载或卸载带来的负面影响。
12. 还要研究Minecraft新版本的特性是否能够提高电路的效率。
13. 在减少电路噪声方面，尽量使用产生声音的方块数量也应当被考虑。
14. 能否减少任何可能导致卡顿的因素呢？
15. 一些红石元件可能导致严重的方块实体计算、光照计算、声效及粒子渲染，这些都可能引起计算或渲染上的卡顿。
16. 因此，可以探究如何抑制这些不必要的计算。
17. 当然，如果抑制卡顿的成本过高，适当的卡顿也许是可以接受的。

其他

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其他

来自:我的世界百科  方块

其他

来自:我的世界百科  实体