红石理论之数模电路基础
感谢大家点开这篇《红石理论》，这是一部新人入坑 Minecraft 红石电路的基础教程，初创于 2022 年，于 2023 年暑期截稿。
在《红石理论》中，我对每种红石元件及电路结构进行了比较详细的讲解和介绍，引用很多 Minecraft Wiki 原文以保证讲解的准确，并附加了很多图片，让所有新人都愿意看、能看懂。
《红石理论》系列教程最初发表于 MCBBS（我的世界中文论坛），发布及更新屡次登上 MCBBS 首页，是“游戏技巧”版块新作热度第一的红石教程，被评为“精华”教程帖，全网累计 10w 阅读量，深受坛友喜爱。
由于目前 MCBBS 已经关闭，遗憾于很多老教程帖丢失，本文部分通往 MCBBS 的外链也已经失效，期待有一天这些珍贵的老帖子能整理重现于世。
在MCBBS转生复活之际，为了让这份教程被更多人看到，我将其整理在红石中继站供大家学习分享，感谢大家阅读我的教程。
第一章：红石电路进阶理论
欢迎来到《红石理论》第三部分，在这里，理论内容量会进一步加大，前方准备好你的大脑，面对理论知识吧！
一.更多的红石元件
在《红石理论》PartI中，我们认识了许多基本的红石元件，了解了红石电路的基本连接方法，那么在这一章节，我们首先要认识更多的红石元件。
温故而知新：
信号源是一切红石信号的来源，与生活中的电源类似，为了描述简便，以下均以“电源”来称呼。
狭义上的红石元件是指所有的电源以及合成需要红石粉的元件，如电源中的按钮、红石火把，传输元件中的红石比较器、红石中继器，机械元件中的活塞、红石灯。
广义上的红石元件是指所有的电源以及所有可以被红石信号激活产生相关变化的元件，如门、铁活版门、龙头等。
—— 《红石理论》PartI
1.更多电源
- 阳光探测器
阳光探测器有两个模式，一个阳，一个阴，阳的叫做阳光传感器，阴的叫做反向阳光探测器（俗名月光探测器）。
右键阳光探测器可以切换模式，阳光探测器在光照增强时输出信号增强，反向阳光探测器在光照增强时输出信号减弱。
在《红石理论》PartII中，我们引入了光照亮度：
光照亮度总共有16级，0为最暗，15为最亮，影响着万物的方方面面。
—— 《红石理论》PartII
阳光探测器可以检测内部天空光照等级，并输出相应强度的信号。
它占1格大小的空间，可以为周围6个面提供稳定不间断的持续性信号。
- 侦测器
什么，你说侦测器？这是有头有脸的人物啊！
——冷域LYOfficial
侦测器分前后两面，正面（脸部）可以检测前面一个方块的变化，若有变化则在反面（尾部）输出一次脉冲信号。
值得一提的是，如果你用活塞推动侦测器，那么它脸部对着的空气方块会发生变化，此时它也会产生一次红石脉冲。
侦测器发出的信号强度为15，持续2游戏刻（1红石刻）。
- 标靶
标靶是一种新型电源，它在被弹射物击中时输出红石信号，击中位点越靠中心输出信号越强。
不过，弹射物不同，信号持续时长不同：如果标靶被三叉戟或箭击中，信号会持续20游戏刻（1秒）；如果被其他弹射物击中，信号持续8游戏刻（0.4秒）。
标靶可以被红石充能，可以改变红石粉的连接方向。
- 讲台
讲台上的书翻页时，会产生一次强度为15的红石脉冲。
同时它也可以做红石选择器使用（详见下一部分）。
- 避雷针
避雷针被闪电击中会产生持续8个游戏刻的15级强度信号，甚至可以模拟现实中的高能发电。
- 幽匿感测体
当检测到距离它8个方块以内有声音时，幽匿感测体会激活一次毗邻的方块。
幽匿感测体与新一代无电路传导有关，后面我们会讲到。
2.更多机械元件
- 发射器
发射器有9个槽位，每次被激活会随机发射出一个物品。
它功能繁多：
可以发射出箭、三叉戟、火焰弹、药水、烟花
可以放出水、岩浆，可以放出点燃的TNT
可以装上打火石点燃方块，可以装上剪刀剪下羊毛
可以把矿车安在轨道上，可以让怪物穿上盔甲……
对于那些没有特异功能的物品，它会像玩家按下Q键一般丢下物品。
它的随机性也让它成为了第三章随机数的主角，请继续阅读。
- 投掷器
它会像玩家按下Q键一般丢下物品。
它长得很像发射器，常常被玩家搞混。
- 音符盒
音符盒，小巧的八音盒，收到信号会发出一次响声。
音符盒可以被充能，充能后可以激活毗邻的音符盒。
左右键音符盒时，它都会发生肉眼无法看到的变化，常常面向侦测器的脸部使用，是很好的启动装置。
二.红石选择器
红石选择器是什么，它本身或许无法产生红石信号，但改变它会让比较器检测到相应大小的信号。
更多内容欢迎阅读：『零知方块』一个帖子看懂雕纹书架
- 讲台/物品展示框
常用的就是物品展示框和讲台，而要让它们实现选择功能，需要旋转展示框内物品、给讲台书换页。
这里有一圈红石灯，分别在信号强度 1-11 的时候会亮。
展示框的话，就是在比较器前的方块上放置一个物品展示框，向里面放入任意一个物品（最好是能看出指示方向的）。
右键旋转物品，可以输出强度为 1-8 的信号。到 8 后再次旋转归 1 ，也就是说物品展示框上有物品时，信号强度也是大于 0 的，把物品打掉，信号就是 0 。
讲台的话，你需要先制作一本数字书，把 15 除以书的页数，就是翻动每页书变化的信号强度大小。
比如：
书总共5页的话，每翻一次，信号强度就改变3
书总共15页的话，每翻一次，信号强度就改变1
这里为了操作方便，我就制作了一本 15 页的数字书，当然，信号强度差只与书的页数有关，与书里的内容无关，你也可以不写数字，而是写一点别的东西。
署名后，把书放在讲台上，翻动书本，输出的信号强度就会发生变化了。而 15 页书的好处，就是翻到哪一页，输出信号的强度就是多少，方便后期维修。
它们两个的优点是可以输出范围更广的信号。缺点是想要到达某个信号值，只能从 1 转过去或翻过去，不能一次性操作，而且会因为物品框物品掉落、讲台书掉落导致信号归零。
- 雕纹书架
当把红石比较器输入端对准雕纹书架放置时，红石比较器会按照最后一次互动的槽位号输出强度为1–6的红石信号，若所有槽位皆未使用过则无信号。注意这与雕纹书架内的书本数量不同，因为取出一本书将记录该次互动时相应的槽位。
——引自Minecraft中文Wiki
我们先试一下放书。
当我在第一格放入一本书的时候，我在和第一个槽位互动，这时候输出信号的强度就是1
在第三格放书，同理，输出信号的强度就是3
在第五格放书，输出信号的强度就是5
第六格呢？也一样，输出6
这时候我们注意看一下，书架内实际上只有 4 本书，但是输出信号的强度不是 4 ，而是我最后一次与六号槽位互动输出的 6，恰好印证了上文 Wiki 中的最后一句话。
现在我们取书试一试。
取出第五本书，此时我与五号槽位互动，输出信号的强度就是5
取下第三本书，输出信号的强度就是3
取下第六本，输出6
取下最后一本，输出1
这时候我们再注意一下，此时书架中一本书也没有，但信号强度还是1。这也就是雕纹书架的一个特色，只要这个书架使用过，与玩家有过互动，信号强度就永远＞0 。
更多内容欢迎阅读：『零知方块』一个帖子看懂雕纹书架
第二章：计时器及其原理
计时电路包括循环电路，在这一章，我们对PartI第五章的红石刻及计算基础进行一波升级讲解，具体详细一下电路时刻的计算，循环电路就丢到第五章去啦！
一.更多延迟数据
在上一次，我们只介绍了部分元件的上升沿和下降沿数据，然而在数模电路中，起作用的往往是上升沿，我们在此以上升沿为脉冲延时进行数据计算。
下表单位 rt (1rt=2gt)
| 元件种类 | 红石元件 | 延迟 |
|---|---|---|
| 电源 | 红石块 | 0 |
| 电源 | 按钮 | 0 |
| 电源 | 拉杆 | 0 |
| 电源 | 红石火把 | 1 |
| 电源 | 侦测器 | 1 |
| 电源 | 压力板 | 5 |
| 电源 | 测重压力板 | 10 |
| 电源 | 绊线钩 | 0 |
| 电源 | 阳光探测器 | 10(10rt更新一次) |
| 电源 | 探测铁轨 | 10(10rt更新一次) |
| 电源 | 标靶 | 10(被箭/三叉戟击中)/4(其他弹射物) |
| 电源 | 讲台 | 1 |
| 电源 | 陷阱箱 | 0 |
| 电源 | 避雷针 | 4 |
| 电源 | 幽匿感测体 | 20 |
| 传输元件 | 红石线 | 0 |
| 传输元件 | 红石比较器 | 1 |
| 传输元件 | 红石中继器 | 1/2/3/4 |
| 机械元件 | 发射器 | 4 |
| 机械元件 | 投掷器 | 4 |
| 机械元件 | 红石灯 | 2 |
| 机械元件 | 活塞 | 1(移动所需1rt) |
| 机械元件 | 漏斗 | 0 |
| 机械元件 | 音符盒 | 0 |
| 机械元件 | TNT | 0 |
| 机械元件 | 栅栏门/活板门 | 0 |
| 机械元件 | 门 | 0 |
| 机械元件 | 激活铁轨/动力铁轨 | 0 |
| 机械元件 | 命令方块 | 0 |
| 机械元件 | 钟 | 0 |
| 机械元件 | 龙首/猪灵的头 | 0 |
| 机械元件 | 大型垂滴叶 | 0 |
| 杂项 | 实体方块 | 0 |
下表单位 gt (1rt=2gt)
| 种类 | 名称 | 环境 | 延迟 |
|---|---|---|---|
| 流体 | 水 | 主世界/末地 | 5gt/格 |
| 流体 | 熔岩 | 主世界/末地 | 30gt/格 |
| 流体 | 熔岩 | 下界 | 10gt/格 |
二.延迟计算
延迟计算十分简单，只需要运用简单的加法即可。
一串串起来的红石元件，想要计算从启动电源到机械元件开始运作的时间，只需要加一遍延迟数据，然后转化成现实中的秒即可。
这也与后面的循环电路息息相关。
三.计时器
常用的计时器使用漏斗制作。
当未被红石信号激活时，漏斗会自动从其上方容器抽取物品（或上方的物品实体）到漏斗自己的物品栏中，同时向其尖嘴朝向的容器注入物品，以及吸取上方的物品实体。这两个过程速率通常均为4红石刻（0.4秒）。
——引自Minecraft中文Wiki
然而我们知道，满偏的红石中继器最大延迟为4红石刻，而在漏斗这里只是一个槽位的1/64，况且漏斗还有5个槽位，因此漏斗成了一个十分好用的计时元件。
你可以串联漏斗，也可以在漏斗旁接一个红石比较器来检测漏斗内物品数量，以输出计时完毕时的红石信号。
第三章：随机数原理
在MC中，有一种神秘的东西叫做随机发生器（Randomizer），聪明的玩家们用它来模拟电脑玩家，随机出一个红石信号并将其锁存，搭建一些简单的红石小游戏，从这里，可以正式步入数模电路了。
由于这里是《红石理论》，那些基于生物生成的（如鸡蛋）就不介绍了。
由于发射器和投掷器在投掷物品时是随机的，其本身投掷物品会有一种随机性。
发射器发出物品时会有特殊效果，如果把潜影盒放在发射器中，激活发射器可以放下潜影盒，潜影盒里可以装东西，而比较器可以检测潜影盒里的物品数量多少，从而输出不同大小的信号。
原理有了，可以实践！
假设这里有一个发射器，发射器里装了9个各有不同的潜影盒，每个潜影盒里装上 相应数量 的物品。
在发射器前空一个方块，再接一个红石比较器，用来检测潜影盒内物品。
激活一次发射器，发射器放置一个潜影盒，前方比较器检测这个潜影盒内物品数量多少，输出不同大小的红石信号。
进而通过比较器的大小比较功能读取记录信号大小，进而产生后续操作。
第四章：无电路传导
有读者要问了，什么叫“无电路传导”，咋不叫“无线电路”呢？
要回答这个问题，就得看你怎么定义“红石电路”了。
在我看来，我认为有红石元件连接的电路成为红石电路，而那些没有红石元件连接的就是“无电路”。
为什么不叫“无线”？家里常用的无线鼠标，鼠标和电脑直接真的没有一根线连着，这是“无线”。
那么，有没有什么非红石元件，可以连接起几个红石电路，还能发挥作用呢？
答案是：有。
一.墙电
这里有两个圆石墙，孤零零的，占不满一个方块。
在一个圆石墙的一边放上一个方块，神奇，这个圆石墙伸出了一只脚连上了这个方块，发生了变化。
左右开弓，照样发生了变化。
三个、四个方块围在周围，圆石墙还是可以发生变化。
然而，这种圆石墙的变化会带动下方的圆石墙也同步发生变化，所以说，这种变化是从上到下传播的。
在第一章，我们知道了侦测器可以侦测面前方块的变化。于是我们建一堵高墙，底下放个侦测器，侦测器旁放一个红石灯。
把圆石墙两侧围上方块，另一侧放一个活板门，拉杆放在两侧方块上。
此时我拉下拉杆，会发现下方的红石灯点亮了！
复盘一下，拉杆只会激活活板门和附着的那个铁块，铁块不是红石传输元件，不会把信号向下传输，那么，信号就只能与那个活板门有关。
再看一眼，活板门激活后，立刻贴在了圆石墙上，下方的圆石墙立刻发生了肉眼可见的变化，同时毫无延迟地改变了下方所有的圆石墙，最下方的侦测器检测到了圆石墙的变化，发出了红石信号。
二.脚电
这是一个放在铁块上的脚手架，在它的侧面连上一个脚手架，可见，此时这个悬空脚手架的下方有个底座。
如果在悬空脚手架的下方放个方块，那么这个底座就会消失；打掉这个方块，底座又会出现。
利用这个特性，搭高高，建起这么一个东西。
拉动拉杆，活板门活动支撑起悬空的脚手架，上面的脚手架也会发生变化，从而使信号向上传播。
可以发现，相比于墙电，脚电的三个红石灯并不会同时亮起，每个灯之间有1gt的延迟。因此，脚电传输一格的延迟为1gt。
三.树电
大树底下好乘凉，树叶连木好导电。
——冷域LYOfficial
这是一块橡树树叶。
这是一块连上原木的橡树树叶。
虽然看不出来，但连上原木的树叶确实不同。
当6格以内的树叶相互连接放在原木上时，树叶就会认为自己是树上的活叶子。活叶子和死叶子是不同的，这一点小小的变化也会被侦测器侦测到。
通过这个装置，拉动拉杆，活塞推出原木使其与树叶结合，从而自下而上传导信号，同时也有有1gt的延迟。
四.水电
还记得我我们在《红石理论》PartII中讲的灵魂沙气泡水吗？
水的变化也是可以被侦测器侦测到的。
如图的简易装置，拉动拉杆，活塞收起，气泡水变成普通水，产生信号；拉动拉杆，活塞伸出，普通水变成气泡水，产生信号。
有趣的是，第一次信号产生是无延迟的，而第二次需要等待泡泡上去才会被检测到。
五.声电
此声电非彼生电。
这里的声电，指的是1.19+利用幽匿感测体和音符盒实现的超远程连续触发式传导方案，有点类似于生活中的声音感应灯。
过于简单，就不演示了。
第五章：循环电路
在第二章我们说，循环电路是计时电路的一种。
广义上，循环电路又叫时钟电路，我们在《红石理论》PartI第六章学习的高频电路也算是循环电路。
狭义上，循环电路的头尾相接，可以像钟表一般，缓缓运行，指示一次循环的时间并从头再来。
通过第二章的学习，我们知道这些红石元件是有延迟的，利用这个延迟设计电路，达到每隔一段时间输出一次信号的目的。
这里我们列举几个常见的狭义循环电路。
1.基于中继器的循环电路
利用中继器的延迟，可以做一个这样的循环电路，至于激活装置，可以快速插拔火把，也可以用按钮。但是要注意按钮下降沿是20/30，中继器延迟总和不得小于此值，否则电路会保持恒定。
激活后就会这样一直循环运行下去。
2.基于漏斗的循环电路
两个漏斗嘴对嘴，就可以互相传递物品。
左边接一个拉杆，用来锁住左边漏斗，这时可以往左边漏斗塞物品。
放上一个物品，间隔为4gt。
为了方便观察，在右边接上比较器和红石灯。
拉下拉杆，计时器启动，激活后就会这样一直循环运行下去。
3.基于侦测器的循环电路
侦测器的信号持续2gt，因此也有延迟，可以这样做个循环圈，来产生循环信号，信号的通断可以用粘性活塞推动来改变。
第六章：比较电路
前排注意，这里是比较器的专场，也是数模的基础。
之前，我发表过一篇 『零知方块』一个帖子看懂雕纹书架，很多人对里面最后出现的反减累加器感兴趣，这一章节我们就来详细讲讲这个。
我们在《红石理论》PartI中学习了比较器的进阶理论，了解了它的作差模式，没看过或忘了的的请回去补课。
好的，这里有一根普通的红石火把，散发着15强度的红石味道。
接上一个中继器，强度还是15，这时候再接一个比较器，由于比较器可以保持信号强度，此时输出的强度还是15。
对着比较器右键，比较器的第三根红石火把就会亮起，进入作差模式。
一侧接一个某强度的电路，例如图中的8，15-8=7，向前输出一个强度为7的信号。
由于比较器可以保持信号强度，此时输出的强度还是7.
第二个比较器的一侧再接一个某强度的电路，例如图中的4，7-4=3，向前输出一个强度为3的信号。
第三个比较器的一侧再接一个某强度的电路，例如图中的2，3-2=1，向前输出一个强度为1的信号。
诶问题来了，我们不是要累加吗，这信号怎么减到1了呢？
这时候我们给比较器转一下，把1作为侧面，用15级信号去做减法，这不就实现累加了吗？
这就是比较电路的反减法应用了，感兴趣的快去试一试吧！
感谢各位阅读，我们在《红石理论》PartIII到这里就结束了，再见！