一、二维码怎么生成
基础知识首先,我们先说一下二维码一共有40个尺寸.官方叫版本Version.Version 1是21 x 21的矩阵,Version 2是 25 x 25的矩阵,Version 3是29的尺寸,每增加一个version,就会增加4的尺寸,公式是:(V-1)*4 + 21(V是版本号) 最高Version 40,(40-1)*4+21 = 177,所以最高是177 x 177 的正方形.下面我们看看一个二维码的样例:定位图案Position Detection Pattern是定位图案,用于标记二维码的矩形大小.这三个定位图案有白边叫Separators for Postion Detection Patterns.之所以三个而不是四个意思就是三个就可以标识一个矩形了.Timing Patterns也是用于定位的.原因是二维码有40种尺寸,尺寸过大了后需要有根标准线,不然扫描的时候可能会扫歪了.Alignment Patterns 只有Version 2以上(包括Version2)的二维码需要这个东东,同样是为了定位用的.功能性数据Format Information 存在于所有的尺寸中,用于存放一些格式化数据的.Version Information 在 >= Version 7以上,需要预留两块3 x 6的区域存放一些版本信息.数据码和纠错码除了上述的那些地方,剩下的地方存放 Data Code 数据码 和 Error Correction Code 纠错码.数据编码我们先来说说数据编码.QR码支持如下的编码:Numeric mode 数字编码,从0到9.如果需要编码的数字的个数不是3的倍数,那么,最后剩下的1或2位数会被转成4或7bits,则其它的每3位数字会被编成 10,12,14bits,编成多长还要看二维码的尺寸(下面有一个表Table 3说明了这点)Alphanumeric mode 字符编码.包括 0-9,大写的A到Z(没有小写),以及符号$ % * + – . / : 包括空格.这些字符会映射成一个字符索引表.如下所示:(其中的SP是空格,Char是字符,Value是其索引值) 编码的过程是把字符两两分组,然后转成下表的45进制,然后转成11bits的二进制,如果最后有一个落单的,那就转成6bits的二进制.而编码模式和字符的个数需要根据不同的Version尺寸编成9, 11或13个二进制(如下表中Table 3)Byte mode, 字节编码,可以是0-255的ISO-8859-1字符.有些二维码的扫描器可以自动检测是否是UTF-8的编码.Kanji mode 这是日文编码,也是双字节编码.同样,也可以用于中文编码.日文和汉字的编码会减去一个值.如:在0X8140 to 0X9FFC中的字符会减去8140,在0XE040到0XEBBF中的字符要减去0XC140,然后把结果前两个16进制位拿出来乘以0XC0,然后再加上后两个16进制位,最后转成13bit的编码.如下图示例:Extended Channel Interpretation (ECI) mode 主要用于特殊的字符集.并不是所有的扫描器都支持这种编码.Structured Append mode 用于混合编码,也就是说,这个二维码中包含了多种编码格式.FNC1 mode 这种编码方式主要是给一些特殊的工业或行业用的.比如GS1条形码之类的.简单起见,后面三种不会在本文 中讨论.下面两张表中,Table 2 是各个编码格式的“编号”,这个东西要写在Format Information中.注:中文是1101Table 3 表示了,不同版本(尺寸)的二维码,对于,数字,字符,字节和Kanji模式下,对于单个编码的2进制的位数.(在二维码的规格说明书中,有各种各样的编码规范表,后面还会提到)下面我们看几个示例,示例一:数字编码在Version 1的尺寸下,纠错级别为H的情况下,编码: 012345671. 把上述数字分成三组: 012 345 672. 把他们转成二进制: 012 转成 0000001100; 345 转成 0101011001; 67 转成 1000011.3. 把这三个二进制串起来: 0000001100 0101011001 10000114. 把数字的个数转成二进制 (version 1-H是10 bits ): 8个数字的二进制是 00000010005. 把数字编码的标志0001和第4步的编码加到前面: 0001 0000001000 0000001100 0101011001 1000011示例二:字符编码在Version 1的尺寸下,纠错级别为H的情况下,编码: AC-421. 从字符索引表中找到 AC-42 这五个字条的索引 (10,12,41,4,2)2. 两两分组: (10,12) (41,4) (2)3.把每一组转成11bits的二进制:(10,12) 10*45+12 等于 462 转成 00111001110(41,4) 41*45+4 等于 1849 转成 11100111001(2) 等于 2 转成 0000104. 把这些二进制连接起来:00111001110 11100111001 0000105. 把字符的个数转成二进制 (Version 1-H为9 bits ): 5个字符,5转成 0000001016. 在头上加上编码标识 0010 和第5步的个数编码: 0010 000000101 00111001110 11100111001 000010结束符和补齐符假如我们有个HELLO WORLD的字符串要编码,根据上面的示例二,我们可以得到下面的编码,编码字符数HELLO WORLD的编码0010 000001011 01100001011 01111000110 10001011100 10110111000 10011010100 001101 我们还要加上结束符:编码字符数HELLO WORLD的编码结束0010 000001011 01100001011 01111000110 10001011100 10110111000 10011010100 001101 0000 按8bits重排如果所有的编码加起来不是8个倍数我们还要在后面加上足够的0,比如上面一共有78个bits,所以,我们还要加上2个0,然后按8个bits分好组:00100000 01011011 00001011 01111000 11010001 01110010 11011100 01001101 01000011 。
二、二维码怎样生成
二维条码(二维码)是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的。
二维码是DOI(Digital Object Unique Identifier,数字对象唯一识别符)的一种,全球最大的二维码资源中心是“渡云” ,为全球用户统一提供了“唯一数据样本”的物品、人员、组织二维码识别信息。 [1] 在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念,使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息,通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。
在许多种类的二维条码中,常用的码制有:Data Matrix,MaxiCode, Aztec,QR Code, Vericode,PDF417,Ultracode, Code 49, Code 16K 等,QR Code码是1994年由日本DW公司发明。 QR来自英文「Quick Response」的缩写,即快速反应的意思,源自发明者希望QR码可让其内容快速被解码。
QR码最常见于日本、韩国;并为目前日本最流行的二维空间条码。但二维码的安全性也正备受挑战,带有恶意软件和病毒正成为二维码普及道路上的绊脚石。
发展与防范二维码的滥用正成为一个亟待解决的问题。 每种码制有其特定的字符集;每个字符占有一定的宽度;具有一定的校验功能等。
同时还具有对不同行的信息自动识别功能及处理图形旋转变化等特点。 二维码是一种比一维码更高级的条码格式。
一维码只能在一个方向(一般是水平方向)上表达信息,而二维码在水平和垂直方向都可以存储信息。 一维码只能由数字和字母组成,而二维码能存储汉字、数字和图片等信息,因此二维码的应用领域要广得多。
二维码的原理可以从矩阵式二维码的原理和行列式二维码的原理来讲述。 矩阵式原理 矩阵式二维码(又称棋盘式二维码)是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。
在矩阵元素位置上,出现方点、圆点或其他形状点表示二进制“1”,不出现点表示二进制的“0”,点的排列组合确定了矩阵式二维码所代表的意义。矩阵式二维码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。
具有代表性的矩阵式二维码有:Code One、Maxi Code、QR Code、Data Matrix等。 图21*21的矩阵中,黑白的区域在QR码规范中被指定为固定的位置,称为寻像图形(finder pattern)和定位图形(timingpattern)。
寻像图形和定位图形用来帮助解码程序确定图形中具体符号的坐标。黄色的区域用来保存被编码的数据内容以及纠错信息码。
蓝色的区域,用来标识纠错的级别(也就是Level L到Level H)和所谓的"Mask pattern",这个区域被称为“格式化信息”(format information)。 矩阵式二维码原理 行排式原理 行排式二维码(又称:堆积式二维码或层排式二维码),其编码原理是建立在一维码基础之上,按需要堆积成二行或多行。
它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维码的一些特点,识读设备与条码印刷与一维码技术兼容。但由于行数的增加,需要对行进行判定、其译码算法与软件也不完全相同于一维码。
有代表性的行排式二维码有CODE49、CODE 16K、PDF417等。 其中的CODE49,是1987年由 David Allair 博士研制,Intermec 公司推出的第一个二维码。