二維碼的秘密

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不知從什麼時候起，我們的生活開始充斥著大大小小的二維碼，添加好友需要二維碼，移動支付需要二維碼，網頁鏈接需要二維碼······這個神奇的黑白小框究竟隱含了哪些秘密，它又是實現它的功能的呢？

要認識二維碼，首先要從一維碼說起，一維碼也就是條形碼。相對於二維碼，條形碼其實更早地進入了人們的視野範圍。條形碼最早應用在工業管理領域，綠箭香口膠是第一個打上條形碼的商品。這個簡單而神奇的應用是美國人開了先河，美利堅民族的開創能力確實值得敬仰。 而中國則在1991年加入國際商品編碼協會，在1992年開發第一套POS信息條形碼採集系統，這標誌著我國具備使用條形碼的基礎條件，而後隨著大超市在中國的布局，條形碼便進入了中國人的日常生活中。

每一個標準包裝的商品，都有一個條形碼。

這個條形碼，說白了，就是商品編碼。以上這個條形碼錶達的僅僅是它下面的數字6920152461010，而這一組數字代表的就是商品的編碼，當然，這一組數字包含了產地國、生產商、產品編碼等信息。你到超市購物，如果收銀員掃描失敗，那麼她在鍵盤上敲入的也正是條形碼下面的數字。

這組數字僅僅是商品編碼，它並沒有記錄商品的價格。至於收銀人員掃描後能夠獲取得到商品的價錢，那是因為掃描過條形碼之後，商店貨品管理系統定位到該商品，再反饋價格數據。

那麼這一個條形碼是如何表達商品編碼 6920152461010 這組數字的呢？我們看到條形碼是由一組規則的黑白條、空組成，不同粗細的「條」、「空」組合，便構成了不同的數字編碼。我們來看一下「9」這個數字，它是由一個細「條」+一個「細」空+一個粗「條」 按順在排在一起來表達。同樣，其他的數字也是由類似的條空組合去構成。

總所周知，黑白是兩個走在兩個不同極端的顏色，白色能夠反射各種波長的可見光，而黑色能夠吸收各種波長的可見光。也就是說 黑色和白色對光線反射的強弱是有顯著的差異的，條形碼正式利用了黑白顏色對光波的吸收和反射顯著差異的特點。 條形碼掃描儀則是一個可以發射可見光和接收其反射信號的儀器。在讀取條形碼的時候，它先向條形碼發射一組可見光，這一組光照到條形碼上，再反射給掃描儀上面的接收器，接收器根據其反射回來的光信號的強弱來識別條形碼上的「條」、「空」信息：條形碼上究竟有多少「條」和多少「空」、各個條空的順序是如何排序的、以及各個條空的寬度。這些信息組合在一起，其實就是一組數字，計算機則通過掃描儀提供的信息，來解讀條形碼上面的數字編碼，從而進行定位商品。

本文要寫的是二維碼，但我們花了很大的筆墨和揭露條形碼原理，其實二維碼原理和條形碼原理是一樣的，只是二維碼在信息的儲存量方面比條形碼大得多，而且還具有糾錯能力、識別率高等優勢。可以說二維碼是條形碼的升級版，只有充分理解條形碼的原理，才能更好的讀懂二維碼。

條形碼是由不同粗細的條空組合來記錄信息，通過「條」和「空」的長度去記錄信息，僅僅從一個維度去記錄，能夠儲存的信息是相當有限的。而二維碼則是若干的黑白小方塊去記錄。不同的黑方塊和白方塊組合堆砌在一起，從而構成了一個編碼序列。由於它從兩個維度去記錄信息，因而信息儲存量更大。條形碼是線性的，而二維碼則是一個矩陣，顯然不在一個二次元上。二維碼的一個小框內所包含的信息，如果要用條形碼來表示，可能條形碼的長度需要去到兩三米長，這顯然是不現實的，這也是為什麼在今天充斥著生活的是二維碼而不是條形碼，但並不是說條形碼沒有其他方面優勢，條形碼相對簡單，從一個維度去識別，讀取信息也更快，它在庫存管理、商品信息採集、超市運營等方面還會有廣泛的應用。

所有的二維碼都不一樣（儘管在你看來每個二維碼長得都差不多，但是在計算機眼裡，每一張臉都不一樣），不過每個二維碼都有一個共同點：就是左上、右上，和左下共有三個回字形方塊，這三個回字形方塊其實用來是識別用的，手機的攝像頭其實相當於一個掃描儀，當它掃描到兩個維度上距離相等的三個回形方塊，便識別到這是一個二維碼，從而解讀這個二維碼框內的信息。

只要手機能夠掃描到這三個會形方塊，它便能定位得到這是一個二維碼，便會咬住不放進行解讀，而不管你的二維碼是正的，反的，歪的，斜的，不信你可以試著長按倒過來的山人紅二維碼，依然不會影響你關注公眾號。

http://weixin.qq.com/r/Qkh9ZSTEs3nMrWAG9x1Q (二維碼自動識別)

二維碼都會有糾錯能力，也就是說二維碼即便存在小範圍的缺損，或者污損，並不會影響二維碼的讀取功能，但有三個地方是不能動的，那就是上面說到的三個回形方塊。由於二維碼通過二維空間去記錄信息，信息儲存量可以很大，因而它也預留了足夠的空間去進行糾錯。其實在這個二維碼方框裡面，同時存放了數據嗎和糾錯碼，而糾錯碼就是給二維碼糾錯用的。通常來說，二維碼的物理尺寸越大，它能夠放得下的黑白小方塊越多，也就包含更多的糾錯碼，它的糾錯水平就越高。 也就是說同樣一個微信名片，當你選擇生成的二維碼尺寸越大的時候，它在缺損的情況下能夠被讀出來的幾率就越高。

關於二維碼，你讀懂了沒有？

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