СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПАЗЛОВ
METHOD OF MAKING OF PUZZLES

Изобретение относится к занимательным играм-головоломкам для развития логического мышления и тренировки внимания и памяти, может быть также использовано в качестве обучающего инструмента.
На сегодняшний день созданы самые разнообразные виды пазлов на любой вкус. Цель данных головоломок - собрать целое изображение из отдельных элементов.
Наиболее близким известным решением являются пазлы, имеющие плоские элементы с криволинейными сопрягаемыми краями, которые в сопряженном виде в зависимости от порядка сборки образуют два и более различных изображений, и способ их изготовления /GB N 2391821 (А), кл. A63F 9/10; A63F 9/06, 2004-02-18/, который включает нанесение на плоскую основу трансформируемого изображения, нанесение на трансформируемое изображение сетки, разбивающей изображение на игровые элементы, присвоение метки каждому из элементов изображения и разрезание изображения на элементы. Пазлы состоят из игровых элементов разной формы за счет различного сочетания выпуклых и вогнутых краев элементов. При сборке пазлов установкой является как возможность сопряжения соседних элементов с помощью криволинейных сопрягаемых краев и меток, так и смысловое восприятие изображения. Способ изготовления пазлов предполагает первоначальное наличие двух или более взаимно трансформируемых изображений.
Недостатком данного способа изготовления пазлов является необходимость уже на первом этапе наличия двух и более взаимно трансформируемых изображений, которые в последующем используются для изготовления пазлов. Ограниченное количество заведомо взаимно трансформируемых изображений снижает занимательность игры. В прототипе не указано, как получить взаимно трансформируемые изображения.
Недостатком данного способа изготовления пазлов является также низкая занимательность игры, связанная с отсутствием взаимной совместимости всех элементов пазлов, что уменьшает число возможных вариантов сборки. Внимание игрока ориентировано и на пространственное представление (сопряжимы ли элементы), и на смысловое восприятие рисунка. В случаях, когда смысловое восприятие изображения выступает на первый план, например в обучающих играх, «подсказка» в виде сопоставления формы одного элемента с формами соседних элементов является лишней и ненужной. При этом игроку важно учитывать только то, что изображено на элементах и получается ли при их соединении цельное искомое изображение.
Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении занимательности и обучающих качеств игры за счет возможности получения взаимно трансформируемых изображений из любых двух изображений, обеспечения взаимной совместимости всех элементов пазлов, что увеличивает число возможных вариантов сборки. Игрок может сконцентрировать свое внимание на смысловом содержании собираемых изображений, не отвлекаясь на форму элементов.
Поставленная задача решается тем, что способ изготовления пазлов для сборки двух взаимно трансформируемых изображений, включающий нанесение на плоскую основу трансформируемых изображений, нанесение на изображения сетки, разбивающей изображения на элементы с криволинейными сопрягаемыми краями, присвоение метки каждому из элементов изображений и разрезание изображений на элементы, отличается тем, что для изготовления взаимно трансформируемых изображений последовательно наносят сетки одной конфигурации на оба произвольно выбранных изображения, причем конфигурация сетки такова, что получаемые одинаковые элементы имеют центр симметрии, относительно которого криволинейные сопрягаемые края симметричны, и элементы имеют, по крайней мере, 4 варианта сопряжения с соседними элементами; присваивают метки каждому из элементов первого изображения, разрезают первое изображение на элементы, собирают подобие второго изображения из элементов первого изображения, корректируют подобие второго изображения относительно второго изображения соединением и сглаживанием нестыкующихся линий на криволинейных сопрягаемых краях элементов; присваивают метки каждому из элементов подобия второго изображения; собирают подобие первого изображения из элементов подобия второго откорректированного изображения с помощью меток первого изображения, корректируют подобие первого изображения относительно первого изображения, при этом сборку и корректировку последующих подобий второго и первого изображений продолжают до получения взаимно трансформируемых изображений.
На фиг.1 показаны три вида плоского элемента пазла, где:
1 - центр симметрии,
2 - криволинейные сопрягаемые края.
Геометрическая форма плоского элемента пазла имеет центр симметрии 1, относительно которого криволинейные сопрягаемые края 2 симметричны. Это позволяет сопрягать элемент при любом повороте его на 90° со всеми четырьмя соседними элементами. В каждом из четырех вариантов сопряжения элементы пазла при соединении между собой образуют прочную сцепку.
На фиг.2 показано первое трансформированное изображение, на фиг.3 - второе трансформированное изображение, где:
3 - элемент первого изображения,
4 - элемент второго изображения,
5 - сетка,
6 - метка первого изображения,
7 - метка второго изображения.
Для упрощения рисунков на фиг.2 и фиг.3 не показаны криволинейные сопрягаемые края элементов.
Согласно предлагаемому способу изготовления пазлов выполняется следующая последовательность действий:
1) нанесение на плоские основы двух произвольно выбранных изображений,
2) нанесение на два произвольно выбранных изображения сетки 5, разбивающей изображения на одинаковые по форме и размеру элементы 3 и 4,
3) присвоение меток 6 каждому из элементов 3 первого изображения,
4) разрезание первого изображения на элементы 3,
5) сбор подобия второго изображения из элементов первого изображения 3,
6) корректировка подобия второго изображения относительно второго изображения,
7) присвоение меток 7 каждому из элементов подобия второго изображения,
8) сбор подобия первого изображения из элементов 3 подобия второго откорректированного изображения с помощью меток 6 первого изображения,
9) корректировка подобия первого изображения относительно первого изображения,
10) при этом сборку и корректировку последующих подобий второго и первого изображений продолжают до получения взаимно трансформируемых изображений.
На плоские основы наносят два произвольно выбранных изображения, которые предварительно обрабатывают для того, чтобы они удовлетворяли следующим условиям: имели одинаковую площадь, были близкими по стилю (например, детский рисунок) и цветовой гамме, были выполнены линиями близкой толщины. Два произвольно выбранных изображения с помощью сетки одной конфигурации делят на одинаковые элементы, соответствующие ячейкам сетки. Ячейки сетки 5, нанесенной на оба произвольно выбранных изображения, должны быть одинаковыми, чтобы в дальнейшем была возможность замены одного элемента любым другим при построении подобий изображений. Конфигурация сетки 5 такова, что получаемые элементы 3 и 4 имеют центр симметрии, относительно которого крепежные криволинейные сопрягаемые края симметричны, и элементы имеют, по крайней мере, 4 варианта сопряжения с соседними элементами. Форма ячейки зависит от вида криволинейных сопрягаемых краев элементов (см. фиг.1).
Далее присваивают метки 6 каждому из элементов первого изображения. Метки могут быть выполнены, например, в цифровом виде на поверхности элемента или любым другим способом.
Разрезание первого изображения на элементы 3 происходит вдоль криволинейных сопрягаемых краев.
Далее произвольным образом выбирают один из элементов 3 первого изображения. Сравнивая нанесенную на нем часть первого изображения со вторым изображением, подбирают к нему элемент второго изображения (и соответственно ячейку сетки второго изображения) с максимально близкими очертаниями. При этом возможны повороты элемента 3 первого изображения на 90°, 180°, 270° для более полного совпадения изображений. Далее выбранный элемент 3 первого изображения, повернутый оптимальным образом, накладывают на соответствующий элемент 4 второго изображения в подобранную ячейку сетки второго изображения.
Аналогичным образом все элементы первого изображения заполняют все ячейки сетки второго изображения. Получают, таким образом, подобие второго изображения, которое может только приблизительно напоминать второе изображение. Элементы 3 первого изображения становятся элементами 4 подобия второго изображения. На элементы 4 подобия второго изображения наносят метки 7 второго изображения. Метки 6 первого изображения и метки 7 второго изображения должны быть легко различимыми между собой. Например, на фиг.2 метка 6 элемента 3 первого изображения состоит из двух частей: число без штриха - это метка 6 первого изображения, число со штрихом - метка 7 второго изображения. Метка элемента 10/71' состоит из двух частей: 10 - это метка 6 первого изображения, она показывает, что этот элемент занимает ячейку №10 в сетке 5 первого изображения; 71' - метка 7 второго изображения, она показывает, что этот элемент занимает ячейку №71 в сетке 5 второго изображения. Метки 6 и 7 нужны только для изготовления пазлов.
Далее корректируют подобие второго изображения, соединяя и сглаживая линии на краях 2 элементов 4, при этом руководствуясь первоначальным вторым изображением. При соединении и сглаживании стыкуемых линий на краях элементов используются методы аппроксимации и интерполяции / Дьяконов В.П. Современная осциллограмма и осциллографы. Серия «Библиотека инженера». - М.: СОЛОН-Пресс, 2005. - 320 с. - С.88; Цифровая обработка сигналов / А.Б.Сергиенко. - СПб.: Питер, 2003. - 604 c. - C.235/.
Далее осуществляют сбор подобия первого изображения из элементов подобия второго откорректированного изображения с помощью меток 6 первого изображения.
Т.к. после корректировки подобия второго изображения могло произойти искажение части изображения на каждом элементе 3 первого изображения, то вновь собранное первое изображение может также исказиться, и поэтому получают только подобие первого изображения. В связи с этим требуется корректировка подобия первого изображения методами, аналогичными использованным при первой корректировке второго изображения.
При этом сборку и корректировку подобий первого и второго изображений (шаги 5-9) повторяют до получения взаимно трансформируемых изображений, сохраняющих характерные черты и узнаваемость исходных изображений.
Часть нанесенного изображения на элементе 3 с меткой 10/71' первого изображения при повороте его на 180° станет полностью совпадающей с частью изображения элемента 4 с меткой 10/71' второго изображения, часть нанесенного изображения на элементе 3 с меткой 14/50' первого изображения при повороте его на 90° против часовой стрелки полностью совпадет с частью изображения элемента 4 с меткой 14/50' второго изображения.
Получение взаимно трансформируемых изображений по фиг.2 и фиг.3, в том числе корректировка подобий изображений, возможна с использованием компьютерных программ.
В связи с тем что таким образом можно трансформировать любые два изображения, количество взаимно трансформируемых изображений, используемых в игре, не ограниченно.
Пазлы применяют следующим образом. Высыпают элементы пазлов на гладкую поверхность: картон, доску для черчения, стол и др. Выбирают одно из двух взаимно трансформируемых изображений для сборки. Сортируют элементы по цвету и схожему изображению - это во многом упростит задачу сборки. Начинают выкладывать отдельные блоки изображения, из которых потом формируют целое изображение. Криволинейная форма сопрягаемых краев элементов позволяет получить хорошую сцепку элементов Все элементы пазлов имеют одинаковую форму, что обеспечивает их взаимную совместимость, увеличивает возможное число вариантов сборки и занимательность игры. Геометрическая форма крепежных сопрягаемых краев элементов пазла позволяет соединять два элемента несколькими вариантами (на фиг.1 - четырьмя вариантами с поворотом одного из них на 90°, 180° или 270°), что также увеличивает возможное число вариантов сборки и занимательность игры. Игрок, не обращая внимания на форму элемента, учитывает только, какая часть нанесенного изображения помещена на элементе и получается ли при соединении элементов нужный фрагмент собираемого изображения. Главной задачей игры становится воспроизведение изображения с максимальным упором на смысловое восприятие изображения.
Полученное изображение можно трансформировать в другое взаимно трансформируемое изображение. При этом используется тот же набор элементов.
Пазлы могут быть использованы, например, при обучении в игровой форме школьников. Роль собираемых взаимно трансформируемых изображений в этом случае могут играть формулы, фразы, мысленный образ предмета и др.