Two-Phase Rubik's Cube Solving Algorithm using Python

Description

Rubik's Cube modelisation in Python using OpenGL for the 3D rendering and animation. This work was inspired by Herbert Kociembia, the method implemented is explained in his Cube Explorer project.

Detailed informations about my own implementation are written in french below.

Setup

Runs on Python 3.7, a config file is provided to create the Conda environment using the following command:

conda env create -f cuber-env.yaml

Alternatively, you can install the dependencies using pip:

python -m pip install requirements.txt

To run the program, performing a single scramble and solve, simply run:

python main.py

Conventions pour la modélisation du Rubik's Cube

Général

Pour un cube résolu on associe les faces à une unique couleur, qui est celle du centre (dont la position ne change jamais), comme décrit ci-dessous :

• U : Blanc (W)
• D : Jaune (Y)
• R : Orange (O)
• F : Bleu (B)
• L : Rouge (R)
• B : Vert (G)

De plus l'ordre d'énumération des faces sera toujours celui décrit ci-dessus.

Chaque mouvement est décrit par la face qui est concernée (U,D,...,B) et par sa force :

• 0 : Quart de tour dans le sens horaire
• 1 : Quart de tour dans le sens anti-horaire
• 2 : Demi-tour

Cela resulte en 18 mouvements différents.

Cube à facettes

Pour chaque face, on associe une liste de facettes [U0,U1,...,U8]

On peut ainsi représenter le patron du cube :

                |----|----|----|
                | U0 | U1 | U2 |
                |----|----|----|
                | U3 | U4 | U5 |
                |----|----|----|
                | U6 | U7 | U8 |
                |----|----|----|
|----|----|----||----|----|----||----|----|----||----|----|----|
| L0 | L1 | L2 || F0 | F1 | F2 || R0 | R1 | R2 || B0 | B1 | B2 |
|----|----|----||----|----|----||----|----|----||----|----|----|
| L3 | L4 | L5 || F3 | F4 | F5 || R3 | R4 | R5 || B3 | B4 | B5 |
|----|----|----||----|----|----||----|----|----||----|----|----|
| L6 | L7 | L8 || F6 | F7 | F8 || R6 | R7 | R8 || B6 | B7 | B8 |
|----|----|----||----|----|----||----|----|----||----|----|----|
                |----|----|----|
                | D0 | D1 | D2 |
                |----|----|----|
                | D3 | D4 | D5 |
                |----|----|----|
                | D6 | D7 | D8 |
                |----|----|----|

                        Blanc.Face[1]
                                |
                                V
                    |----|----|----|
  Blanc.Face[0] =>  | U0 | U1 | U2 |
                    |----|----|----|
                    | U3 | U4 | U5 |
                    |----|----|----|
                    | U6 | U7 | U8 |    <= Blanc.Face[2]
                    |----|----|----|
                      /\
                       |
                Blanc.Face[3]