基于JAVA1.18.2版本的具有自动启停功能的出生点简易刷铁机设计
摘要
在玩我的世界（MC）的生存模式和极限模式时，拥有充足的铁资源是有极大积极意义的。而自从JAVA版1.14更新了村庄与掠夺之后，可以使用“恐吓”村民的方式凭空生成铁傀儡，再处死铁傀儡以便获得铁锭。本设计在前人工作的基础之上，实现了自动刷出铁傀儡、自动处死、自动收集分类、可参观可维护的功能，具有易于建造、占地面积小、无需挂机、可控启停的功能。
关键词：我的世界，生存，刷铁机，红石
Abstract
When playing the survival mode and limit mode of Minecraft (MC), it is of great positive effect to have sufficient iron resources. Since java version 1.14 has updated Village & Pillage, you can use the method of "intimidating" villagers to generate Iron Golems out of thin air, and then execute the iron puppets to obtain iron ingots. On the basis of previous work, this design has realized the functions of automatic painting of Iron Golems, automatic execution, automatic collection and classification, visit and maintenance. It has the functions of easy construction, small floor area, no hanging up, and controllable start and stop.
Keywords:Minecraft,survival,iron farm,redstone
一、基本原理
本文全部内容是基于国际版我的世界JAVA版本，未验证在基岩版和网易版的可行性。刷铁机的具体设计，仅在1.18.2版本中可完全实现；在其他相近版本中，例如1.19或1.17，理论上也可以实现，但未经验证。
铁傀儡死亡后，不论是否是由玩家直接杀死，都会掉落3-5个铁锭和0-2个虞美人[1]，由此可以获得铁锭。而使铁傀儡源源不断地自动生成，并自动死亡，便制成了刷铁机。自从2019年4月23日JAVA版在1.14版本中更新了村庄与掠夺[2]以后，铁傀儡的生成机制就完全不同了。由村民生成铁傀儡的途径有两条[2][3]，一是6名村民发现他们各自周围16格距离内都没有铁傀儡，且满足一些其他条件时，会产生一只铁傀儡。这种方法最快也要90秒才能产生一只铁傀儡，效率较低，而且要满足条件的施工难度大。一是3名村民观察到一定距离内僵尸、掠夺者等和村民敌对的生物时，可以理解为他们受到了“威胁”，且他们各自周围16格距离内都没有铁傀儡，并满足其他一些条件时，会生成一只铁傀儡。这种方法最快可以30秒产生一只铁傀儡，而且由于只需要3名村民，施工难度相对小。
此外，当村民每受伤两次时，也会产生和观察到敌对生物时一样的效果，但这种方法如果要投入实用，需要对着三名村民精确投掷雪球，施工难度更大且需要大量雪球，因而没有实际意义。
二、设计思路
基本设计思路来自[4]，原设计经原作者测试产能为425铁锭/小时。这一产能相比于基于掠夺者的四核甚至六核刷铁机动辄数千[5]的巨大产能，实在微不足道，但追求高产的意义在于，可以在有限的挂机时间之内获得尽可能大量的铁锭。而我将刷铁机选址在出生点区块附近，则无需挂机，不论玩家距离刷铁机多远，只要玩家还在主世界，则出生点区块及其附近区块永远不会从内存中卸载[6]，即其时间不会停止流逝，刷铁机正常工作。这样玩家可以去做别的事情，刷铁机产能虽低，但经过长时间的生产，依然可以获得足量的铁锭。
由此带来新的问题，当铁锭过多时，总有装不下的一天，刷铁机必须要关机。为了让刷铁机方便地控制启停，设计使用方块遮挡村民的视线，使他们看不到僵尸，也就不再产生铁傀儡。
原设计刷出铁傀儡的区域的设计，是基于村民可以生成铁傀儡的范围，即以村民为中心的16x13x16格范围内[1]，而我为了保险和美观，扩大了这一范围，这导致如果刷铁机仍然修建在地面上，将占用较大空间，而永不卸载的出生点区块附近的空间无疑是宝贵的，我计划在此修建大量生产设施。所以将铁傀儡刷出平台等地上机构整体向上平移，使得地面上只有3×3的铁傀儡下落通道和其一圈围墙构成的5×5的面积被占用，从而可以修建其他设施，例如修建道路，连接不同生产设施。为了使铁傀儡迅速掉出村民的检测范围从而提高刷铁傀儡的频率，铁傀儡下落通道要有大约16格以上的长度。我为了保险起见设计得更长一些。如果把铁傀儡处死和收集装置做到地面，那么整个铁傀儡刷出平台、村民平台和启停装置都会达到地面20格以上的高度，造成三个问题：没有脚手架的前期，施工难度大；不慎摔落易致死；运送/吸引村民上去难度大。所以我设计为下落通道一半在地上，一半在地下，铁傀儡落到地下后使用岩浆处死，并收集其掉落物。
原设计是需要玩家到地下深处去拿铁锭，不方便。我希望玩家在地表就可以方便得获得想要的物资，并控制机器启停。所以我增加了将铁锭和虞美人从地下运送到地表并进行分类存储的设计。机器启停是用活塞推动方块遮挡村民视线实现的。
没有任何机器可以保证100%无故障，所以我在设计施工的过程中预留了专门的检修通道可空间，并顺便起到了未来用于多人存档时可以供大家参观的作用。
初步设计图纸如图1所示。
三、设计细节和施工过程
建筑主体材料选定为美观、坚固且被无精准采集附魔稿开采后不会改变质地（反例如：石头）的平滑石头和平滑石头台阶；铁傀儡刷出平台使用了颜色更浅的闪长岩栅栏；为检修观察和参观方便还使用玻璃替换了部分平滑石头结构；照明完全使用灯笼替代火把，显得有现代气息而非原始气息，并侧面体现了“有了刷铁机之后不缺铁”。
铁傀儡的处死，就是利用铁傀儡身高2.7格（即2.7米）的特点，使用位于高度上第三格的岩浆（官方称为“熔岩”）给它们“烫头”，既可以有效杀死铁傀儡，又避免损毁掉落物，还可以避免玩家不慎摔入时被岩浆持续烫伤，因为玩家身高为1.8米，小于2米。如图2所示。
要想将物品从低处垂直送到高处，只能使用向上的气泡柱。我使用灵魂沙产生气泡柱。使用漏斗收集铁锭后，如何送入气泡柱？这就需要漏斗转水道运输技术。我选用了基于侦测器和音符盒构成的8t时钟驱动的投掷装置[7]，将漏斗中的物品以掉落物的形式投掷出去。其主要优点为：占用电脑资源少，可靠性好。注意红石火把会封锁漏斗，施工时注意不要让收集用的3×3漏斗中某一个被封锁了。图2中地面上有一块石头被换成了玻璃，就是避免该位置石头被其下方红石火把强充能之后封锁其相邻漏斗。施工结果如图3所示。
横向水道向气泡柱输送物品时，因为要用告示牌挡住水流，所以有一格没有水。因为缺乏冰或蓝冰，物品可能在这一格因摩擦力而停止，故设计了一格的高度差，保证物品进入气泡柱，如图4所示。
在施工地下装置时，时常听到敌对生物的声音和“怪异的噪音”，说明附近有洞穴。挖开之后，果然有一格较大的天然洞穴，我还进行了一场战斗，点亮了整个洞穴，使之不再刷怪（不再刷敌对生物）。因而刷铁机也有部分地下结构和天然洞穴相通，暂时没有封上。
施工过程中还偶遇骷髅陷阱马，非常幸运。
铁傀儡刷出平台，中心有一个让铁傀儡下落的开口，原设计为2×3大小，我为了美观改为3×3大小。要想既挡住水流，又不阻碍铁傀儡下落，使用活板门或告示牌都不可行，只能用栅栏门。实测发现铁傀儡有时会卡住不下落，严重影响刷铁机运行，而有时会下落。需要将3×3空间上方的9个栅栏门（如图5所示）的中间那个去掉，才能解决这一问题。但似乎栅栏门在打开时没有碰撞体积，为何会导致铁傀儡卡住？我不明白其原理。
气泡柱将物品送上地面后，为了方便玩家获取想要的物品，同时为后续基于农民的出生点附近自动农场和海上刷怪塔等作技术验证，设计了分离铁锭和虞美人的分离装置。其原理来自[8]，是相同结构多片堆叠，施工结果如图6.使用漏斗从水道中吸取对应物品，当水道中物品较多时，将难以保证全部吸取，所以前两列箱子都是铁锭，以第二列作为第一列的备份。第三列是虞美人，第四列小箱子是其他物品，是考虑到避免特殊情况下有除了铁锭和虞美人的物品落入收集装置时，需要进行处理，以及第三列未收集的虞美人。第四列没有分类装置，所有未被前面收集的物品都会进入。
在此刷铁机的结构中，铁傀儡面前有3×3的面积的没有完整方块遮挡的。经过实验，挡住中间一行，村民在床上时即不会看见坐在船里的僵尸。村民在水面上跳跃时，视线理论上会被栅栏挡住，但处于保险考虑，我还是设计为挡住上面和中间两行。为了实现2×3面积的遮挡，使用了活塞递归[9]。红石电路的设计如图7至图9所示，控制信号利用玻璃和红石粉竖直传输到地面，以进行控制。在实际建造时，因地制宜，结构略有不同，但电路原理完全一致。
值得特别注意的是，除了为僵尸进行遮光外，电路上面隔1格的高度也都要布设下半砖（台阶），否则铁傀儡可能刷出在意想不到的位置，如图10所示。
经过实验，该设计可以做到在地面控制铁傀儡是否刷出。
对于参观和检修的功能，除了图2、3、4已有体现之外，还有专门的入口，如图11，以及走廊中为将来可能用于多人存档使用所设的告示牌，如图12。
四、实测验证
在创造档中分模块实验验证之后，我开始在生存档中施工。
在生存档中，选定出生点附近Y=67为出生点工业区统一地面高度，进行施工。施工进度为除了控制和拿取物品的地方需要修一个外壳，以使之美观并防苦力怕爆破之外，全部完工。如图13至图1所示。
实际运行片刻，查看收集的的成果，如图16至图19所示。
是如预期的情况。可见刷铁机设计和实践取得了成功。
五、总结与反思
本次设计、实验并进行改进、施工的过程，我查阅了大量资料，尽可能实现设计简单、功能强大、占用电脑资源少。我增长了很多知识，从MC入门者向初学者迈出了一步。但是，仍然存在两点不足和一点值得讨论的设计。
不足：
未能充分证明在出生点附近的选址，能否真正做到无需挂机、不停工作。我出一趟远门回来，看到铁锭已经收集了大型箱子一箱半。这不好评估当我不在附近时，出生点区块到底有没有如资料所说那样没有卸载。因为我出远门前的活动，也时时不离出生点很远，有时还可以看见刷铁机（渲染距离15，模拟距离12）.
施工过程中缺乏统筹，材料准备困难，造成施工进度受影响。
值得讨论之处：
将刷铁机设计为竖直方向上一半在地上，一半在地下的结构，本意是节约地面空间，但缺将分类和储存装置设计在地面上，虽然方便了拿取，却占用了地面空间，特别是将来修一个外壳，会占用更多地面空间。这种设计合理吗？
下一个出生点工业区的建筑，基于农民的自动农田，我打算把分类和储存装置修建在地下，玩家从一个较小的入口进入。到时候比较二者的优劣。
基于农民的自动农田，基于[10]的原理，并适度改进，可产出面包、小麦、胡萝卜、马铃薯、甜菜根。每一层有四块农田，只做了两块农田的验证结构如图20所示，多层堆叠、可控启停的设计如图21所示。
参考文献
[1]铁傀儡，维基百科，https://minecraft.fandom.com/zh/wiki/%E9%93%81%E5%82%80%E5%84%A1
[2] 村庄与掠夺，维基百科，https://minecraft.fandom.com/zh/wiki/%E6%9D%91%E5%BA%84%E4%B8%8E%E6%8E%A0%E5%A4%BA
[3]村民-生成铁傀儡，维基百科，https://minecraft.fandom.com/zh/wiki/%E6%9D%91%E6%B0%91#生成铁傀儡
[4] 【工业量产你也会】开局就能拥有刷铁机！萌新最爱逐步教程系列-Minecraft1.16+我的世界，黑山大叔，https://www.bilibili.com/video/BV1a3411M7RH?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=6e5d8ec156105ac23705ca05b49d7a22
[5] 简单又高产的小刷铁机！超实用系列-Minecraft1.16.2我的世界，黑山大叔，https://www.bilibili.com/video/BV1Kk4y127Ty?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=6e5d8ec156105ac23705ca05b49d7a22
[6] 出生点区块，维基百科，https://minecraft.fandom.com/zh/wiki/%E5%87%BA%E7%94%9F%E7%82%B9%E5%8C%BA%E5%9D%97
[7] 物品运输 - 收集部分（下）【漏斗收集转水道收集&投掷器链】，Fine_YL，https://www.bilibili.com/video/BV1VF411J7ED/?spm_id_from=333.788&vd_source=6e5d8ec156105ac23705ca05b49d7a22
[8] 物品运输 - 收集部分（上）【物品分类详解】，Fine_YL，https://www.bilibili.com/video/BV1ML411F7Nd/?spm_id_from=333.788&vd_source=6e5d8ec156105ac23705ca05b49d7a22
[9] 我的世界1~11次活塞递归！！，CalciumSilicate，https://www.bilibili.com/video/BV1Yt411J7aM?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=6e5d8ec156105ac23705ca05b49d7a22
[10] 我的世界：自动农场，还能产经验，一机两用！，图图图酱吖，https://www.bilibili.com/video/BV1fF411375f?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=6e5d8ec156105ac23705ca05b49d7a22
