信号強度管理 (Signal Strength Management)

概要

レッドストーン信号は0から15の整数値（信号強度）を持ちます。信号強度管理は、この値を意図的に操作・維持することで、特定の距離で信号を途切れさせたり、アナログ的な条件分岐やデータ保持（メモリー）を実現する技術です。

仕様・論理

1. 信号の減衰 (Signal Decay)

• レッドストーンダスト: 信号が1ブロック移動するごとに信号強度は 1減少 します。
• 最大伝達距離: 強度15の信号は、ダストのみでは15ブロック先で0（無信号）になります。
• リピーター: 入力された信号強度に関わらず、出力を 15 にリセット（強化）します。

2. コンパレーターによる管理 (Comparator Functions)

信号強度を操作する上で最も重要なコンポーネントです。

• 維持 (Maintenance): 背面から入力された信号強度を、そのまま前面に出力します（1ティックの遅延あり）。
• 比較モード (Comparison Mode): 背面の入力 $A$ と側面の入力 $B$ を比較し、$A \ge B$ なら $A$ を出力、そうでなければ 0 を出力します。
• 減算モード (Subtraction Mode): 右クリックで先端を点灯。式 $A - B$ の結果を出力します（最小値は0）。

3. 動力源と信号強度

特定のブロックは、その状態に応じた固有の信号強度を出力します。これを利用して、アナログ回路の定数や変数を生成します。

• 通常のコンテナ: アイテムの充填率に応じて 0〜15。
• クラフター (Crafter): (アイテム入りスロット + 無効化スロット) 数に応じて 0〜9。
• 模様入りの本棚 (Chiseled Bookshelf): 最後に操作したスロットのインデックスに応じて 1〜6。
• 書見台 (Lectern): 開いているページの位置に応じて 0〜15。
• 大釜 (Cauldron): 水位に応じて 0〜3。
• 銅の電球 (Copper Bulb): 点灯時に 15、消灯時に 0。
• ターゲットブロック (Target): 矢などの命中位置に応じて 1 〜 15。
• 日照センサー (Daylight Detector): 太陽（または月）の高度に応じて 0 〜 15。
• 計算式: $1 + \lfloor (\text{アイテムの重み合計} / \text{全スロット数}) \times 14 \rfloor$
• これを利用して、任意の強度（1〜15）を自在に作り出すことができます。

4. アナログメモリ (Analog Memory)

2つのコンパレーターを向かい合わせにし、ループ状に繋ぐことで、現在の信号強度を維持し続けるメモリとして機能します。

(入力) -> [D] -> [C1] -> [D]
          |       |
         [D] <- [C2] <- [D]

• 入力された信号強度がループ内を回り続け、減衰せずに保持されます。

26.1 における特記事項

• クラフターのアナログ制御: スロットの無効化を組み合わせることで、0〜9 の範囲で狙った信号強度を容易に生成できるため、複雑なアナログ演算回路の入力源として非常に優秀です。
• 銅の電球の T-Flip Flop: 状態を保持しつつ、強度 15 という明確な ON/OFF 信号を出力できるため、アナログ回路のフラグ管理を簡略化できます。

使用ガイドライン

• 特定の距離で信号を切る設計: 特定の距離 $N$ ブロック先でちょうど信号が消えるようにするには、開始地点で強度 $N$ の信号を入力します。
• アナログ信号の長距離伝送: 信号強度を維持したまま長距離へ送るには、コンパレーターを並べた「アナログ・リピーター」ライン（$Dust \to Comparator \to Dust$）を使用します。

推奨レイアウト

簡易減算回路 (Signal Subtractor)

側面から引く値を入力することで、出力を微調整します。

[B: Input Side]
      |
[A: Input Back] -> [Comparator(Subtract)] -> [Output: A-B]

ソース (References)

• Minecraft Wiki - Redstone Wire
• Minecraft Wiki - Redstone Comparator
• Minecraft Wiki - Container#Redstone_comparator_output