二維碼是如何設計出來的？

【CSDN 編者按】打開二維碼，掃一掃，可以付錢、加好友、查看詳情......現如今，二維碼已成為科技驅動的世界中不可或缺的一個便捷途徑，那么你有沒有想過二維碼是如何被設計出來的？又是如何工作的？近日，一位名為 Dan Hollick 的設計師分享了其中的種種，我們不妨一起來了解一下。

原文鏈接：https://typefully.com/DanHollick/qrcodesT7tLlNi

聲明：本文為 CSDN 翻譯，未經允許，禁止轉載。

作者 | Dan Hollick

譯者 | 彎月

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

QR碼（Quick Response Code，快速響應矩陣圖碼）是二維碼的一種，于1994年由日本汽車零組件大廠電裝公司的原昌宏所發明，用于在制造過程中跟蹤零件。

在日常生活中，條形碼的使用也很常見，但它們有一定的局限性：只能以特定的角度讀取，并且存儲的數據量非常有限。

而QR碼解決了這些問題。

QR碼最大的特征為其左上、右上、左下三個大型的如同“回”字的正方圖案，名叫“定位標志”，用于幫助解碼軟件定位，如下圖紅色方塊所示。

還有一個較小的正方圖案，名叫“校正標志”，用于幫助解碼軟件識別QR碼的方向和角度，這樣解碼軟件就可以從任何角度讀取QR碼，如下圖粉紅色方塊所示。

每個QR碼都有黑白相間的點線，稱為“定時標志”，用于確定QR碼的寬度以及點數，如下圖藍色點線所示。

下圖中虛線可以告訴讀者整個 QR 可以有多大，其中版本 2 是最小的版本，版本40是最大的。

有關格式的信息存儲在定位標志附近的兩條點帶中，如下圖的黃色點所示。

格式信息存儲了兩次，因此即使QR碼被部分遮擋也可以讀取。

格式信息保存了三種關鍵信息：

• 掩碼的類型
• 糾錯等級
• 糾錯格式

糾錯等級代表了QR碼中存儲了多少冗余信息，糾錯的目的是即使部分信息丟失也仍然可以讀取。

糾錯等級

L等級（Low）

7%的字碼可被修正

M等級（Medium）

15%的字碼可被修正

Q等級（Quartile）

25%的字碼可被修正

H等級（High）

30%的字碼可被修正

糾錯等級越高，就意味著冗余等級越高，因此QR碼遭到破壞時仍然能被讀取的可能性就越高。如下QR碼雖然右下角有一大片被覆蓋，但仍然能被讀取，你可以試試看。

QR碼在白色區域和黑色區域數量相同時讀取的效果最好。如果數據區域出現連續的空白或者連續的黑色區，就需要用到掩碼。

當利用掩碼處理QR碼時，數據區上對應掩模黑色模塊的單元將會反轉。

白色區域會變為黑色，而黑色區域會變為白色。

QR碼提供八種掩碼模型，這些掩碼會被逐個嘗試，直到找到效果最好的掩碼。掩碼的信息會存儲下來，供讀取裝置解除掩碼使用。

最終，我們將得到實際數據。

不過，這個數據是從右下角開始的，按照如下圖所示的方向返回。

由于QR碼可以從任何角度讀取，因此實際上從哪里開始讀取都沒關系。

QR碼中的第一塊信息可以告訴我們數據編碼的模式，而第二塊信息是數據的長度。

在我們的例子中，每個字符包含8個比特（也就是一個字節），一共有24個字節。

上圖中，綠色空間存儲的是我們的數據，后面還有大量未使用的空間。

這些空間被用來存儲糾錯信息，如下圖中紫色空間所示，目的是在QR碼遭到損壞時依然能夠讀取，當然實際的工作方式非常復雜，我不打算在此詳細討論。

以上就是QR碼的基本知識！

最后附上一張完整的說明圖。