二维码的工作原理
2022-12-02严伯钧
二维码存在于我们生活中的方方面面,微信和QQ加好友可以扫二维码,收付款可以用二维码,取电影票可以用二维码。但你知道二维码的原理是什么吗?为什么二维码只有3个角有小方块呢?
其实不管是二维码,还是超市里商品上的条形码,它们的工作原理都跟你考试填的答题卡是类似的。电脑能够理解的信号都是二进制信号,也就是电脑只认识0和1两个信号。但是现实生活中的信息多种多样,我们要怎样让电脑只通过二进制信号,就能处理那么复杂的信息呢?
首先要理解二进制,二进制就是“逢2进1”。譬如1+1=2,但是在二进制的情况下,2是不存在的,碰到2,就要进一位,2用二进制信号表示就是“10”。记住,这里的“10”不是“十”,而是“1”和“0”。那么3等于2+1,其实就是“10”+“1”,等于11,同样的,这里的“11”不是“十一”,而是“1”和“1”。用这样一套方法,我们就可以把各种各样复杂的信号转换为二进制信号,让电脑读懂并进行处理。
二维码其实就是把0和1的信号变成了小方格,一个二维码当中,黑色的小方格代表1,白色的小方格代表0,手机一扫就知道一个二维码里面的0跟1是怎么排列的了。二维码本质上就是给你手机里的计算芯片一串0和1的信号,手机接收到信号以后就开始运算了。
二维码里有3个小方块分布在3个角上,这是帮助扫描二维码时进行定位,不管你的手机是横着扫、竖着扫,还是斜着扫,它都知道二维码应该从哪个方向开始读。
其实在二维码出现之前,我们常用的是条形码,条形码传递信息的原理跟二维码是一样的。条形码的信息量有限,它只有一行,但是二维码有很多行,所以二维码传递的信息量更大。手机普及以后,网络世界的信息越来越丰富,我们的手机要处理的网络信息也越来越复杂,能够传递更大信息量的二维码,会更加贴合我们的数据需求,于是二维码就变得越来越主流了。
(摘自北京联合出版公司《了不起的物理》)