二维码的优势及应用

刘国信

近年来，随着二维码的广泛应用，这个不起眼的黑白相间的“马赛克”，正悄然改变着我们的生活方式。只要消费者用手机摄像头对着这个小方块“扫”一下，就能够读取更多的数据信息和应用服务，二维码的使用使得商品流通追溯更加便捷，对于商品防伪和食品安全来讲都具有重要意义。那么，究竟什么是“二维码”？相比条形码有哪些优点呢？

解读“二维码”

近年来，各类商品、户外广告、各大网站、报纸杂志上的二维码随处可见。但当你频繁和它照面的时候，你有没有过这样的好奇：为什么用手机扫一下就会看到一个“花花世界”？二维码的颜色为什么是黑白相间？这些不规则几何图形中究竟藏着怎样的“秘密”？

根据国家物联网二维码公共服务平台提供的解释，二维码是用某种特定几何形体按一定规律在平面分布来记录数据的信息技术。现在最常见的二维码是OR二维码（OR是一种码制），下面以它为例来解读。

看一个二维码，最先看到的是几何图形。这些图形中，藏了不少重要的“部件”。首先，OR二维码的三个“角”上有三个方块，它叫位置探测图形。有了这三个点，不管是从哪个方向读取二维码，信息都可以被识别。也许你会问，为什么不是四个角上都有方块呢？的确可以设更多的点，但几何知识告诉我们，3点就可以确定一个平面，节省出的一个角可以嵌入更多的信息。

另外，二维码上还有一些图形混杂在几何图形中，是肉眼看不出来的，比如定位图形和分隔符。定位图形就是图中连接三个位置探测图形之间的两根“线”，它的作用是决定二维码符号中模块的坐标，而分隔符的作用是将位置探测图形与符号的其余部分分开。也就是说，通过扫描能读取的数据信息在二维码中的位置是由定位图形和分隔符决定的。

还有两个图形肉眼也难以发现，位于左下角位置探测图形上面的是“版本信息”，每个二维码都有一个版本号，我们常说的V1.0、V2.0就是版本；包围在3个位置探测图形周边的则是“格式信息”，这指的是这个二维码采用的编码格式。

为什么二维码是黑白相间的？因为黑色代表二进制的“1”，白色代表二进制的“0”。之所以对二维码进行扫描能读出那么多信息，就是因为这些信息被编入了二维码之中。制作二维码输入的信息可以分成3类：文本信息，比如名片信息；字符信息，比如网址、电话号码；以及图片信息，甚至还可以包括简短的视频。

那么，这些数据信息是怎么被编入的呢？信息输入后，首先要选择一种信息编码的码制。现在常见的二维码都是以QR码作为编码的码制。QR码是矩阵式二维码，它是在一个矩形空间内，通过黑、白像素在矩阵中的不同分布，来进行编码的。由于电脑使用二进制（0和1）来贮存和处理数据，而在二维码中，用黑白矩形表示二进制数据——用肉眼能看到的黑色表示二进制的“1”，白色表示二进制的“0”，黑白的排列组合确定了矩阵式二维条码的内容，以便于计算机对二维码符号进行编码和分析。和数据信息混合编入二维码的还有纠错码信息，这是因为对二维码进行扫描时，不能保证扫的每一位信息都正确，这就需要依赖纠错码信息了。

此外，二维码中还藏着非常重要的校正图形。当二维码遭到污染或者破坏时，校正图形保证了没有被破坏的信息仍然可以被识别。也就是说，扫描读出的信息在二维码中做了备份。即使二维码的损毁面积高达50%，信息仍然可以读取。即对着一个二维码扫描时，不需要扫描整个图形，只对着图形的某一个部分，就可能成功获取信息。

说到这里，扫描二维码为什么能读取信息就容易理解了。利用光电扫描器或者手机智能终端的扫描软件进行扫描，其实是一个解码的过程，解码恰恰是编码的逆过程。具体说来，是位置探测图形定位二维码的区域，根据二维码的编码格式信息和纠错码，对数据进行解读。如果编码时经过加密处理，解码时则需要加密时的密钥信息。

二维码正在被广泛应用

小小的“马赛克”矩形图，只要用手机摄像头对着它“扫”一下，就能显示出其蕴含的大量信息……也许你还有个疑问，此前条形码在生活里已经有诸多应用，比如超市货架上的商品都有条形码，二维码相比条形码有哪些优点呢？

据专家介绍，条形码是一维的，而二维码是采用纵横向编码，储存的信息量就大很多。相比于一维条码、RFID（射频）等技术，二维码在很小的面积内能承载大量信息，印刷和识读成本更低，安全保密性更强，识别效率也更高；另外，二维码的空间利用率高，除了常见的OR码，还可以用其他码制进行编码；还有，前面说到的纠错能力和校正能力，以及加密功能等等，都是二维码的优势。

其实，二维码是在一维条码的基础上扩展出另一维度，使用矩形图案来表示二进制数据，二维条码的长度和宽度范围内都记载着数据，最多可以容纳1850个大写字母或2710个数字或1108个字节或500多个汉字，比普通条码能够储存的内容高出几十倍；不仅如此，还可以对图片、声音、文字、指纹、网址等信息进行编码；相对于RFID射频技术，二维码无需芯片，易编码，可以通过打印呈现在多重载体，识读设备也比较简单，因此，效率高而成本低。

许多用户在扫二维码时都有一个体验——不需要完全清晰对准，甚至有时候只扫到二维码的一部分就能读到信息。如超市收银员在扫商品条形码时，盒子等平面上的条码很容易扫到，但是例如馒头、蔬菜这样不平整的物品，条形码有时候就没法扫出来，只得手动输入，而二维码具有很强的容错能力，当二维码因穿孔、污损、被损坏或者弯折时，仍然可以识读，甚至损毁面积达到50%也依旧可以恢复。

近年来，二维码在生活上的运用已覆盖到方方面面，如移动支付、社交媒体、产品信息、手机客户端软件下载等。二维码应用在食品行业，使食品流通追溯更加便捷，对于商品防伪和安全等都有重要意义。举个简单的例子，食品的生产日期、保质期等信息会由厂家在商品出厂时扫描进二维码，避免了人工篡改生产日期的情况出现。

当手机摄像头和二维码识别软件结合，每个手机用户都拥有了一台便携式的读码机，可随时识别二维码获取各种数据信息和应用服务。随着3G的普及，二维码为用户提供了便捷的浏览网络、下载应用或网上支付等功能的入口。因此，二维码作为一项更先进、更有效率的编码方式，正在逐步替代现有的一维条码。endprint