二維碼到底是怎麼做成的?

梁祥仕

快速響應(QR)碼或二維碼是一種二維條碼,與傳統的一維條碼相比,可存儲更多信息。使用智能手機上的二維碼掃描儀應用程序可以輕鬆讀取此信息。

同時,我們常見的二維碼也稱為QR碼,就是右面這種。

在智能手機上結合移動互聯網的二維碼成為連接打印(離線媒體)和在線媒體的強大工具。例如,如果代碼中存儲的信息是網頁地址,則掃描代碼的用戶將直接在他們的智能手機上查看網頁。

工作原理

如果將QR碼視為一種語言,人類無法閱讀這種語言,但移動設備和掃描儀可以。

正如英語有關如何形成句子的規則一樣,QR碼也是由元素組成的。

下面的插圖描述了QR碼及其元素的基本結構:

QR碼由數據模塊組成

甲模塊是QR碼的基本單位。它們是構成以QR碼編碼的數據的黑白塊。

模塊存儲數據並組成QR碼的行和列(稱為數據矩陣)。數據位的定位從矩陣的右下角開始。它在兩個模塊寬的列中向上移動,並在達到頂部時切換方向。

版本號決定模塊的行數和列數

QR碼具有相同數量的行和列模塊(方形)。但QR碼不能有任何數量的行(或列)。該數字取決於QR碼的版本號。例如:

  • 版本1有21行和21列模塊
  • 版本2有25行和25列,依此類推
  • 版本號介於1到40之間。

版本號越高,行數和列數越大。因此,存儲容量越高。

數據可以用四種字符模式編碼

可以用四種模式(QR,字母數字,二進制和漢字)對QR碼進行編碼。存儲容量取決於版本號和編碼模式。

模塊的大小由時序模式決定

第六行和第三列組成時序模式。這些是交替的黑白模塊。這些使掃描軟件可以瞭解單個模塊的寬度。

掃描儀通過查找模式識別QR碼

與條形碼不同,QR Code具有查找模式(也稱為位置標記或眼睛)。這些佔據了代碼的三個角落。它們的功能是幫助掃描儀找到QR碼的邊緣。

Finder模式和數據由分隔符進行區分

分隔符幫助掃描器區分查找模式和實際數據。

QR碼需要識別安靜區域

一個QR碼必須有白色空間(等於4個模塊厚度),稱為圍繞QR碼邊界的靜區。

它有助於掃描儀找到Finder模式。

QR碼的方向取決於對齊標記

該定位標記幫助掃描器確定QR碼的方向。這使得可以以任何角度掃描QR碼。

格式信息也需要解碼QR碼

格式信息包含兩段數據 - 糾錯級別和掩碼模式。

糾錯允許磨損

一個QR碼有能力保持掃描,即使它有些損壞 - 高達30%。由於稱為Reed-Solomon糾錯算法,這是可能的。儘管劃痕,磨損和撕裂等,CD和DVD也使用該算法來保持可讀性。

請注意,添加糾錯功能會增加QR碼中模塊(數據塊)的數量。因此,可以根據要求調整糾錯級別。

有四種可能的糾錯級別:

  • 低(L) - 7%
  • 中等(M) - 15%
  • 四分位數(Q) - 25%
  • 高(H) - 30%

您可能已經注意到一些QR碼在其設計中包含圖像。這是可能的,因為設計者將圖像添加為錯誤。

使用Scanova創建的自定義QR碼仍然保持可掃描和功能。

掩碼模式使QR碼對掃描儀更具可讀性

掩蔽是模塊顏色的反轉。黑暗模塊轉換為白色和白色到黑暗。

數據屏蔽是選擇模塊的最佳佈置方式。這使掃描儀可以輕鬆解碼QR碼。

有八個面具模式的可能性。例如:

  • 掩碼模式1的每個偶數行掩碼
  • 掩碼模式2的每第三列掩碼

以下是如何選擇正確的蒙版圖案:

  • 將所有八種掩模圖案應用於QR碼
  • 計算每個生成的QR碼的罰分
  • 選擇罰分最少的安排


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