сколько вариантов комбинаций куар кода

Как много в мире QR-кодов, и насколько их хватит?

Что такое QR-код, и сколько лет потребуется, чтобы использовать все его варианты.

QR-коды стремительно ворвались в нашу повседневную жизнь. Оплатить коммунальные счета, отсканировав QR-код? – Пожалуйста. Заплатить за парковку? – Проще простого! Прочитать информацию о дереве в местном дендрарии или получить дополнительные сведения о выставочном объекте в культурном учреждении уже ни для кого не в новинку. QR-коды практически стали неотъемлемой частью нашей жизни.

Что же это такое?

QR-код, или код быстрого реагирования, – это штрихкод матричного типа. Он состоит из черных квадратов, расположенных на квадратной сетке на белом фоне. Эта система быстро обрела популярность благодаря возможности быстрого считывания устройствами обработки изображений.

В связи с повсеместным использованием QR-кодов, особенно в китайском мессенджере WeChat, назревает логичный вопрос: надолго ли хватит этих уникальных сеток с черными квадратиками? Как скоро их лимит будет исчерпан?

Дело в том, что поскольку размер QR-кодов ограничен, то и ограничено их количество. Но процесс сканирования всех существующих QR-кодов может занять очень и очень много времени.

Сегодня существует 40 официальных версий QR-кода, который представляет собой матричный символ, разработанный компанией «Denso» в сентябре 1994 года. Каждая версия имеет особенности в конфигурации и количестве точек, которые образуют сам код.

Начиная с версии 1-40, минимальный размер кода составляет 21×21 пиксель, а максимальный – 177×177 пикселей без учета полей. Чем больше информации необходимо разместить в коде, тем большая потребуется версия. К примеру, визитная карточка пользователя в WeChat представляет собой матричный вариант 37×37, а платежный код – 25×25.

Так как рассчитать количество существующих QR-кодов в каждой версии?

Давайте рассмотрим следующий пример:

Каждый из четырех модулей в сетке, представленной ниже, может иметь два разных цвета. В таком случае сколько разных вариантов сетки мы получим?

Правильный ответ – 16. Все варианты сеток представлены ниже.

Теперь перед вами – будущий код оплаты WeChat с размером сетки 25х25 модулей. В каждом ряду по 25 модулей, всего на квадратной сетке – 25 столбцов. За исключением обязательных полей, остается 478 свободных модулей.

Согласно бинарной системе, каждый модуль может быть лишь двух цветов – черного или белого, поэтому 478 небольших модуля в теории образуют 2 478 QR-кодов.

Иными словами, QR-код размером 25х25 может быть сгенерирован

780437137578998057845399307448291576437149535666242787714789239906342934704941405030076525765872992789956732780351655723861993919822071326572544 вариантами.

Вы едва ли сможете прочитать это число. Исходя из того, что во время пандемии китайские пользователи использовали 140 миллиардов QR-кодов, можно предположить, что в среднем за год в WeChat используется 600 миллиардов QR-кодов.

Сколько же лет потребуется для того, чтобы использовать все варианты QR-кодов размером 25х25 модулей?

Давайте посчитаем: 2 478 : 600 млрд = 1,301 × 10 132 лет (или миллиард миллиардов лет). А если идти дальше и посчитать количество лет, за которое QR-коды израсходует все население планеты, получится 2,602×10 131 лет.

Согласно формуле Дрейка, во Вселенной около 7×10 22 звезд.

Предполагается, что на 15,6 миллионах планет может появиться разумная жизнь. Если представить, что на каждой из них будут жить инопланетяне с численностью населения, как на Земле, и они будут сканировать QR-коды, то кодов с головой хватит для всей Вселенной.

И даже к этому моменту количество QR-кодов не приблизится к завершению.

Источник

Технические характеристики QR-кодов

«Код должен легко считываться» — это стало главной целью для японской компании «Denso-Wave» при создании двумерного матричного кода в 1994г.

Действительно, QR-код распознается даже в перевернутом состоянии. Три угловых квадрата привязки, ставшие отличительной особенностью кода, позволяют правильно развернуть его в памяти программы сканера.

Версии QR-кода

По спецификации коды делятся на версии. Номера версий варьируются от 1 до 40. Каждая версия имеет особенности в конфигурации и количестве точек(модулей) составляющих QR-код. Версия 1 содержит 21×21 модулей, версия 40 — 177×177. От версии к версии размер кода увеличивается на 4 модуля на сторону.

При создании матричного кода следует учесть, что лучшие QR-ридеры способны прочитать версию 40, стандартные мобильные устройства — вплоть до версии 4 (33×33 модулей)

Каждой версии соответствует определенная емкость с учетом уровня коррекции ошибок. Чем больше информации необходимо закодировать и чем больший уровень избыточности используется, тем большая версия кода нам потребуется. Современные QR-генераторы автоматически подбирают версию QR-кода с учетом этих моментов.

В следующей таблице показаны характеристики различных версий QR-кодов:

* При использовании кириллицы один символ считается за 2 латинских символа (кодировка UTF-8)

Уровни коррекции ошибок в QR-кодах

QR-код имеет специальный механизм увеличения надежности хранения зашифрованной информации. Для кодов созданных с самым высоким уровнем надежности могут быть испорчены или затерты до 30% поверхности, но они сохранят информацию и будут корректно прочитаны. Для исправления ошибок используется алгоритм Рида-Соломона (Reed-Solomon). При создании QR-кода можно использовать один из 4 уровней коррекции ошибок. Увеличение уровня способствует увеличению надежности хранения информации, но приводит к увеличению размера матричного кода.

Источник

Все о QR кодах и бесплатный генератор.

Первое пришествие QR кодов Россию не захватило, возможно, потому что проникновение технологий было довольно слабым и смартфон был не у каждого. Сейчас же они становятся все более популярными, их можно встретить около достопримечательностей, на упаковках продуктов, на визитках, на стенах домов, на одежде, на асфальте и черт знает где ещё.

Вот так в Новосибе себе представляют «электронную библиотеку»:

В связи с новой волной популярности QR кодов мной было принято решение доделать и восстановить старый генератор QR кодов. Но о применении и создании немного позже, а пока немного истории.

Придумали эти квадратики в Японии в 1994 году и они стали Хитом с большой буквы. Они заполонили рекламные щиты, полки супермаркетов, листовки, визитки и даже здания.

В обычный QR код помещается: 7089 цифр, 4296 латинских букв или 2953 букв кириллицы. А еще он разработан так, что информацию можно прочесть даже если часть кода будет испорчена. Чем более надежный код, тем меньше информации в нем можно уместить. Бывают коды с возможностью потери 7, 15, 25 и 30 % информации.

Благодаря этой особенности QR кодов они хорошо поддаются редизайну

А еще в последнее время очень популярно размещать коды на одежде и футболках. Кто-то это делает веселья ради, кто-то в рекламных целях, а кто-то в социально-политических, например, на митингах и различных собраниях, где людей много фотографируют:

Не то открылось? Если Вашему другу будет нужна ссылка, то скину в комментах, кстати, это еще одно применение кодов. В местах где запрещены ссылки или информация считается запрещенной, Вы всегда можете разместить код и обойти автоматические системы.

Но больше всего QR коды применяются не в домашних ковриках и на футболках, а в маркетинге. Например, их наносят на различные рекламные материалы или упаковку таким образом

в последствии отслеживают эффективность размещения.

Кстати, пару слов об отслеживании эффективности. QR коды, это один из немногих способов отслеживания обычной рекламы. Посчитать точную эффективность Вам не удастся, но сравнить между собой несколько каналов Вы сможете. Например, вы можете раздавать в разных местах листовки с различными QR кодами и отследить количество сканирований каждого из них.

Найдены дубликаты

Странно что чтение QR кода до сих пор не встроена по стандарту в iOS или Android. Очень ведь удобно было бы: достал мобильник, открыл камеру, переключил в режим чтения кода. И усё, без всяких там скачиваний доп. приложений. Или уже в новых версиях идёт такая приблуда? Просвятите плиз, а то до сих пор на ведроиде 2.3 сижу)

на MIUI QR код читается на обычную камеру без всяких переключений

Странно, у мея на MIUI нет читалки, только отдельная встроенная, но приложение камеры не читает

На miui 8 читалка и встроенная, и приложение камеры читает.

в настройках камеры мб выключено

неа, нет там ничего. Просто видимо прошивка не родная у вас

Родная и по воздуху обновляется?

хз родная или нет, miui global, все по воздуху

MIUI Global 8.1 при наведении камеры на QR код сразу выдает запрос на открытие

Ну такое у меня есть, да. Правда плохо читает. А вот камера по умолчанию не читает

Необходимо включить эту функцию в настройках камеры, при наведении на код появляется кнопочка «Подробнее о QR» Miui Global 8.2 Стабильная 8.2.1.0

на рабочем столе пальцем вверх проведи, и там сверху справа около поиска будет кнопочка со считывалкой кюр кодов

у меня на Android 5.1 было встроено в стандартное приложение камеры

Нет, но приложение по умолчанию многие ставят. Можно было бы вообще камеру навести и если есть код, то предлагать расшифровать

Тоже можно. Но вот тут сразу проблема всплывает если просто сфоткать человека, а у него на футболке QR код. А вот переключить режим прямо в самой камере было бы самое то.

never gonna give you up never gonna let you down

А остальные не прочитались даже, увы. Потрачено.

Читалку нормальную поставьте ) QR droid, например

Теперь можно оставлять ссылку для друга с намёком.

Хасикью теперь можно прятать )

Поймал меня, гаденыш. )

По мне так эти коды норм если надо напечатать ссылку, но там, где они используются, например, когда надо считать бонусную карту с экрана телефона, то это прошлый век. Есть nfc

спасибо, теперь я знаю где ты живёшь, жди на чай :з

Не забудь сначала скинуть на чай и опохмел )

Есть и другие варианты qr код генераторов www.stqr.ru/generator

исправлено, благодарю. в попыхах делалось

Где ссылка!?Ну что за наебалово(

http://vk-cc.com/mayki там была ссылка на креативные майки

ты меня разочаровал,я надеялся что там её сисечки =)

ИМХО, опасная это вещь. Вирус схватить элементарно.

По обычной ссылке хоть примерно видишь, куда заходишь.

А с QR кодом непонятно ничего.

при сканировании видишь ссылку перед переходом по ней.

Ну-ну. А как же сокращатели ссылок?

http://longurl.info/ вот такие штуки есть для этого. Да и опять же, читалки зачастую знают что там в конце.

Ну-ну. А как же удлинятели сокращенных ссылок?

Бесполезные все эти квадратики.

Как мне передать грёбаный контакт на другой телефон?

Скачать спец. прогу которая выводит инфу на экран в виде QR

Скинуть в неё контакт

Заставить товарища скачать прогу, которая распознает QR

Навести его камеру на мой дисплей

Продиктовать номер телефона

Очень сложный выбор.

А все эти квадратики на упаковках тож нафиг не сдались. Что я забыл на сайте производителя мыла?

Просто оно для этого не используется. Контакт можно скинуть по блютусу, например. А вот если с визитки надо контакт в телефон забить, то сканируешь и у тебя все поля заполнены. остается только кнопку сохранить нажать.

Звучит удобно, а по факту никто не пользуется.

Включить блютуз у себя, включить его у друга, нажать на передачу контакта, подождать, пока телефон найдёт всех соседей, выяснить, как называется телефон друга, подтвертить приём на телефоне друга.

Я например часто пользуюсь, когда нужно передать какой-то текст с компа на телефон

Проще в телеграмм скинуть.

там надо кому-то, я на почту сам себе всегда все кидаю))

Там можно себе писать

Как мне передать грёбаный контакт на другой телефон?

1. Иметь 2 телефона на android с включенной функцией android beam

2. Приложить один телефон к другому

Генератор QR кодов с динамическим изменением и настраиваемым дизайном

Недавно я делал обзорный пост про использование QR кодов в котором встречались коды с таким вот дизайном

Что такое динамические QR коды и для чего оно нужно?

Обычно в QR код кодируется непосредственно информация, будь то ссылка, текст, визитка или что либо еще. В динамическом же кодируется только ссылка специально созданная для этого кода. Информация же выдается только после перехода по ссылке. Благодаря такому подходу вы можете изменять содержание вашего кода не меняя самой картинки. Это крайне удобно, если вы хотите напечатать код с акцией на какой-то рекламной продукции или упаковке. По завершению акции можно просто завести туда новую информацию.

Статистика сканирований кодов

Еще одним плюсом динамических кодов является то, что можно не только изменять содержимое, но и отслеживать каждое сканирование этого кода. Вы можете узнать с какого устройства, браузера и из какой страны или города были совершены сканирования. В личном кабинете это выглядит так:

Коды для кошечек, собачек и других питомцев.
В последнее время стало все популярнее делать ошейники с QR кодами из которого любой может получить всю необходимую информацию. Ваши контактные данные, кличку питомца, информацию о диете или прививках. Раньше это было сложно и не красиво, я постарался упростить этот процесс. Для этого достаточно зайти в раздел по созданию кодов для питомцев, ввести всю необходимую информацию и настроить дизайн. В итоге получится вот такой код:

И такой мобильный сайт вашего питомца:

Пока в сервисе много багов, но думаю, что скоро с ними справлюсь и начну добавлять новые типы кодов. Всем добра.

Источник

Как много в мире QR-кодов, и насколько их хватит?

QR-коды стремительно ворвались в нашу повседневную жизнь. Оплатить коммунальные счета, отсканировав QR-код? – Пожалуйста. Заплатить за парковку? – Проще простого! Прочитать информацию о дереве в местном дендрарии или получить дополнительные сведения о выставочном объекте в культурном учреждении уже ни для кого не в новинку. QR-коды практически стали неотъемлемой частью нашей жизни.

QR-код, или код быстрого реагирования, – это штрихкод матричного типа. Он состоит из черных квадратов, расположенных на квадратной сетке на белом фоне. Эта система быстро обрела популярность благодаря возможности быстрого считывания устройствами обработки изображений.

В связи с повсеместным использованием QR-кодов, особенно в китайском мессенджере WeChat, назревает логичный вопрос: надолго ли хватит этих уникальных сеток с черными квадратиками? Как скоро их лимит будет исчерпан?

Дело в том, что поскольку размер QR-кодов ограничен, то и ограничено их количество. Но процесс сканирования всех существующих QR-кодов может занять очень и очень много времени.

Сегодня существует 40 официальных версий QR-кода, который представляет собой матричный символ, разработанный компанией «Denso» в сентябре 1994 года. Каждая версия имеет особенности в конфигурации и количестве точек, которые образуют сам код.

Начиная с версии 1-40, минимальный размер кода составляет 21×21 пиксель, а максимальный – 177×177 пикселей без учета полей. Чем больше информации необходимо разместить в коде, тем большая потребуется версия.

К примеру, визитная карточка пользователя в WeChat представляет собой матричный вариант 37×37, а платежный код – 25×25.

Так как рассчитать количество существующих QR-кодов в каждой версии?

Давайте рассмотрим следующий пример:

Каждый из четырех модулей в сетке, представленной ниже, может иметь два разных цвета. В таком случае сколько разных вариантов сетки мы получим?

Правильный ответ – 16. Все варианты сеток представлены ниже.

Теперь перед вами – будущий код оплаты WeChat с размером сетки 25х25 модулей. В каждом ряду по 25 модулей, всего на квадратной сетке – 25 столбцов. За исключением обязательных полей, остается 478 свободных модулей.

Согласно бинарной системе, каждый модуль может быть лишь двух цветов – черного или белого, поэтому 478 небольших модуля в теории образуют 2 ⁴ ⁷ ⁸ QR-кодов.

Иными словами, QR-код размером 25х25 может быть сгенерирован

Вы едва ли сможете прочитать это число. Исходя из того, что во время пандемии китайские пользователи использовали 140 миллиардов QR-кодов, можно предположить, что в среднем за год в WeChat используется 600 миллиардов QR-кодов.

Сколько же лет потребуется для того, чтобы использовать все варианты QR-кодов размером 25х25 модулей?

Давайте посчитаем: 2 ⁴ ⁷ ⁸: 600 млрд = 1,301 × 10 ¹ ³ ² лет (или миллиард миллиардов лет). А если идти дальше и посчитать количество лет, за которое QR-коды израсходует все население планеты, получится 2,602×10¹ ³ ¹ лет.

Согласно формуле Дрейка, во Вселенной около 7×10 ² ² звезд

Предполагается, что на 15,6 миллионах планет может появиться разумная жизнь. Если представить, что на каждой из них будут жить инопланетяне с численностью населения, как на Земле, и они будут сканировать QR-коды, то кодов с головой хватит для всей Вселенной.

Чтобы полностью их исчерпать, понадобится 2,602х10¹ ³ ¹:1,56х10⁷ = 1,666х10 ¹ ² ⁴, или миллиарды лет. А если рассматривать гипотезу о том, что Вселенная конечна, спустя триллион лет наша планета сойдет с орбиты, и жизнь на Земле полностью прекратится.

И даже к этому моменту количество QR-кодов не приблизится к завершению.

Источник

Алгоритм генерации QR-кода

QR код — это монохромная картинка, на которой некоторые устройства (например смартфон со специальным приложением) распознают текст. Этим текстом может быть не только простая фраза, но и, хоть это и не входит в официальную спецификацию, ссылка, номер телефона или визитная карточка. Такие коды чаще всего используют, чтобы закодировать ссылку и распечатать её на плакате или визитке.

Эта статья — подробная инструкция по созданию QR кода с примерами на каждом шаге, которая требует от вас только базового умения работать с бинарными данными и владения любым языком программирования (если вы хотите создать автоматический генератор QR кода).

За основу этой статьи взят цикл статей «QR Code Demystified» Джейсона Брауна (Jason Brown). В этих статьях опущено много нюансов, что вызвало у меня некоторые проблемы. Все эти нюансы учтены и упомянуты здесь.

Кодирование данных

Цифровое кодирование

Этот тип кодирования требует 10 бит на 3 символа. Вся последовательность символов разбивается на группы по 3 цифры, и каждая группа (трёхзначное число) переводится в 10-битное двоичное число и добавляется к последовательности бит. Если общее количество символов не кратно 3, то если в конце остаётся 2 символа, полученное двузначное число кодируется 7 битами, а если 1 символ, то 4 битами.

Например, есть строка «12345678», которую надо закодировать. Мы разбиваем её на числа: 123, 456 и 78, затем переводим каждое из них в двоичный вид: 0001111011, 0111001000 и 1001110, и объединяем это в один поток: 000111101101110010001001110.

Буквенно-цифровое кодирование

В этом случае на 2 символа требуется 11 бит информации. Входной поток символов разделяется на группы по 2, в группе каждый символ кодируется согласно таблице внизу, значение первого символа в группе умножается на 45 и прибавляется к значение второго символа. Полученное число переводится в 11-битное двоичное число и добавляется к последовательности бит. Если в последней группе 1 символ, то его значение сразу кодируется 6-битным числом и добавляется к последовательности бит.

Например, строка «HELLO» кодируется следующим образом. Разбиваем на группы: HE, LL, O; находим соответствующее значение символам в каждой группе: (17, 14), (21, 21), (24); находим значение для каждой группы: 17 * 45 + 14 = 779, 21 * 45 + 21 = 966, 24 = 24; переводим каждое значение в двоичный вид: 779 = 01100001011, 966 = 01111000110, 24 = 011000; и объединяем всё это в одну последовательность бит: 0110000101101111000110011000.

Побайтовое кодирование

Это универсальный способ кодирования, которым можно закодировать любые символы. Единственным недостатком метода является относительно низкая плотность информации. В этом случае текст кодируется в любой кодировке (рекомендуемо в UTF-8) и полученная последовательность байт берётся в неизменном виде.

Например, строка «Хабр», закодированния кодировкой UTF-8, состоит из следующих байт: 11010000, 10100101, 11010000, 10110000, 11010000, 10110001, 11010001 и 10000000. Их надо просто объединить в один поток бит: 1101000010100101110100001011000011010000101100011101000110000000.

Добавление служебной информации

На этом этапе надо определиться с уровнем коррекции: чем выше этот уровень, тем выше допустимый уровень повреждения изображения и тем меньше информации при равном размере. Всего есть 4 уровня корекции: L (допустимо максимум 7% повреждений), M (15%), Q (25%) и H (30%). Чаще всего используется уровень M. Если вы хотите добавить на QR код свой рисунок (на Хабре есть несколько статей на эту тему), то используйте уровень H.

Ещё одно свойство QR кода — его версия (чем она больше, тем больше размер). Всего существует 40 версий. Номер версии зависит от количества кодируемой информации и от уровня коррекции. В таблице 2 указано максимальное количество полезной информации вместе со служебной (в битах), которое можно закодировать в QR коде этой версии. Из этой таблицы определется версия нашего QR кода.

Строка — уровень коррекции, столбец — номер версии.

Добавление служебных полей

К этому моменту уже должен быть выбран уровень коррекции и определена версия. Теперь надо перед последоветельностью бит, полученной в предыдущем пункте, добавить в начале два поля: способ кодирования и количество данных. Способ кодирования — поле длиной 4 бита, которое имеет следующие значения: 0001 для цифрового кодирования, 0010 для буквенно-цифрового и 0100 для побайтового. Количество данных — это количество кодируемых символов, а для побайтового — количество байт (а не бит в полученной последовательности), представленное в виде двоичного числа определённой длины (определяется по таблице 3).

Если длина полученной последовательности бит оказалась больше допустимой для выбранной версии, то версию надо увеличить на одну и проделать добавление служебных полей заново.

Спецификация допускает использование смешанного кодирования. Это значит, что несколько групп данных можно закодировать разными способами и объединить их в одну последовательность. Это делается следующим образом: и так далее.

Заполнение

На данном этапе у нас есть последовательность бит данных, количество бит в которой наверняка не кратно 8. Надо дополнить её нулями так, чтобы её длина стала кратна 8. Теперь нашу последовательность бит можно разбить на группы по 8 бит и представить в виде последовательности байт (далее мы так и будем делать). Если количество бит в текущей последовательности байт меньше того, которое нужно для выбранной версии, то её надо дополнить чередующимися байтами 11101100 и 00010001. Таким образом, у нас получилась последовательность байт, длина которой соответствует выбранной версии QR кода.

Пример. Есть последовательность: 10101011101; дополняем её нулями, чтобы её длина стала кратна 8: 10101011101 00000; теперь предположим, что её длина — 104 бита, а для выбранной версии необходимо 128 бит, тогда для заполнения нужно добавить 24 «заполняющих» бита (3 байта): 10101011101 00000 11101100 00010001 11101100. Готово.

Разделение информации на блоки

Последовательность байт, полученная на предыдущем этапе, (далее данные) разделяется на обределённое для версии и уровня коррекции количество блоков, которое приведено в таблице 4. Если количество блоков равно одному, то этот этап можно пропустить.

Строка — уровень коррекции, столбец — номер версии.

Определение количество байт в каждом блоке

Для этого надо разделить всё количество байт (можно определить количество байт в данных или разделить число из таблицы 2 на восемь) на количество блоков данных. Если это число не целое, то надо определить остаток от деления. Этот остаток определяет сколько блоков из всех дополнены (такие блоки, количество байт в которых больше на один чем в остальных). Вопреки ожиданию, дополненными блоками должны быть не первые блоки, а последние.

Например, для версии 9 и уровня коррекции M количестов данных — 182 байта, количество блоков — 5. Деля количество байт данных на количество блоков, получаем 36 байт и 2 байта в остатке. Это значит, что блоки данных будут иметь следующие размеры: 36, 36, 36, 37, 37 (байт). Если бы остатка не было, что все 5 блоков имели бы размер 36 байт.

Заполнение блоков

Блок заполняется байтами из данных полностью. Когда текущий блок полностью заполняется, очередь переходит к следующему. Байтов данных должно хватить ровно на все блоки, ни больше и ни меньше.

Создание байтов коррекции

Следующий алгоритм применяется к каждому блоку данных (если блок данных один, то просто к данным).

Этот алгоритм основан на алгоритме Рида–Соломона. Первое что надо сделать — определать сколько байтов коррекции надо создать (таблица 5). По количеству байтов коррекции определяется так называемый генерирующий многочлен (таблица 6). Многочленом он называется, потому что оригинальный метод использует многочлен с теми же коэффициентами.

Строка — уровень коррекции, столбец — номер версии.

Перед выполнением цикла надо подготовить массив, длина которого равна максимуму из количества байтов в текущем блоке и количества байтов коррекции, и заполнить его начало байтами из текущего блока, а конец нулями.

Первые N байтов подготовленного массива после этого цикла — и есть байты коррекции. Для каждого блока данных получится соответствующий блок байтов коррекции.

Ничего не понятно? Мне тоже. Посмотрите на пример и всё станет ясно.

Эта таблица — значения для поля Галуа длиной 256. Она может быть вычеслена автоматически.

Эту таблицу можно вычислить из таблицы 7.

Пример. Здесь все байты я буду представлять в виде десятичных чисел от 0 до 255. Исходный блок данных:
64 196 132 84 196 196 242 194 4 132 20 37 34 16 236 17
Используется 2-я версия с уровнем коррекции H. В этом случае надо создать 28 байтов коррекции (таблица 5) и использовать генерирующий многочлен (таблица 6):
168 223 200 104 224 234 108 180 110 190 195 147 205 27 232 201 21 43 245 87 42 195 212 119 242 37 9 123
Создадим массив (подготовленный массив) на 28 элементов и заполним его байтами данных:
64 196 132 84 196 196 242 194 4 132 20 37 34 16 236 17 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Я подробно распишу первый шаг цикла, остальные в виде готового массива. Первый элемент массива — 64. Убираем его из подготовленного массива:
196 132 84 196 196 242 194 4 132 20 37 34 16 236 17 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
В таблице 8 находим ему соответствие — 6; прибавляем по модулю 255 это число к каждому числу генерирующего многочлена:
174 229 206 110 230 240 114 186 116 196 201 153 211 33 238 207 27 49 251 93 48 201 218 125 248 43 15 129
Для каждого числа гененирующего многочлена находим соответствие в таблице 7:
241 122 83 103 244 44 62 110 248 200 56 146 178 39 11 166 12 140 216 182 70 56 43 51 27 119 38 23
И почленно производим операцию побитового сложения по модулю 2 с подготовленным массивом:
53 254 7 163 48 222 252 106 124 220 29 176 162 203 26 166 12 140 216 182 70 56 43 51 27 119 38 23
Повторяем эти действия 16 раз (16 байт данных). В итоге получатся следующие байты коррекции:
16 85 12 231 54 54 140 70 118 84 10 174 235 197 99 218 12 254 246 4 190 56 39 217 115 189 193 24

Объединение блоков

У нас имеется несколько блоков данных и столько же блоков байтов коррекции, их надо объединить в один поток байт. Делается это следующим образом: из каждого блока данных по очереди берётся один байт информации, когда очередь доходит до последнего блока, из него берётся байт и очередь переходит к первому блоку. Так продолжается до тех пор, пока в каждом блоке не кончатся байты. Если в текущем блоке уже нет байт, то он пропускается (такое происходит, когда обычные блоки уже пусты, а в дополненных ещё есть по одному байту). Аналогичным образом надо сделать с блоками байтов коррекции. Они берутся в том же порядке, что и соответствующие блоки данных.

Размещение информации на QR коде

У нас есть последовательность байт, которая готова для того, чтобы её поместили на холст. Холст состоит из модулей — элементарных квадратов.

Базовые элементы

Размер QR кода зависит только от версии. Для первой версии это 21 модуль, а размеры старших версий определяются из таблицы 9. Вобще в ней указаны места расположения выравнивающих узоров (об этом чуть позже), но размер холста можно определить как последнее число + 7 модулей. Хочу обратить ваше внимание, что отступ, рамка из белых модулей шириной 4 модуля, — полноценная часть QR кода, и её нельзя не учитывать. Несмотря на это, я указываю высоту ширину именно части с чёрными модулями и начинаю отчёт с её верхнего левого угла ((0, 0) — верхний левый модуль верхнего левого поискового узора).

Верхняя строка — номер версии.

Поисковые узоры

Это узоры, которые представляют из себя чёрный квадрат размером 3 на 3 модуля, который окружён рамкой из белых модулей, которая окружена рамкой из чёрных модулей, которая окружена рамкой из белых модулей только с тех сторон, где нет отступа. Поисковые узоры располагаются в верхних и левых углах (всего 3).

Выравнивающие узоры

Используются начиная с 2-й версии, представляют из себя чёрный квадрат размером 1 на 1 модуль, который окружён рамкой из белых модулей, которая окружена рамкой из чёрных модулей, в итоге этот узор имеет размер 5 на 5. Места, где располагаются выравнивающие узоры, указаны в таблице 9. Точнее там указаны узлы сетки по вертикали и горизонтали, где располагаются центральные модули узоров. Например, если в таблице написано 6, 22, 38, это значит, что центры модулей должны располагаться в следующих точках: (6, 6), (6, 22), (6, 38), (22, 6), (22, 22), (22, 38), (38, 6), (38, 22), (38, 38). Есть одно важное условие: выравнивающие узоры не должны наслаиваться на поисковые узоры. То есть, когда версия больше 6, в точках (первая, первая), (первая, последняя) и (последняя, первая) выравнивающих узоров не должно быть. В нашем примере это (6, 6), (6, 38) и (38, 6).

Полосы синхронизации

Здесь всё просто. Полосы начинаются от самого нижнего правого чёрного модуля верхнего левого поискового узора и идут, чередуя чёрные и белые модули, вниз и вправо до противоположных поисковых узоров. При наслоении на выравнивающий узор он должен остаться без изменений.

Код версии

Эти элементы используются начиная с 7-й версии. Код версии дублируется в 2-х местах, причём зеркально, то есть указав цвет модуля в координатах (x, y), можно смело указывать такой же цвет в координатах (y, x). Модули в этих местах выстраиваются согласно рисунку ниже и таблице 10 (1 — чёрный, 0 — белый).

Код маски и уровня коррекции

Этот код, так же как и предыдущий, дублируется в 2-х местах: рядом с верхним левым поисковым узором и рядом с нижним и правым поисковыми узорами (элемент терпит разрыв). В нём особым образом зашифрованы код маски (об этом чуть позже) и код уровня коррекции. Готовые коды приведены в таблице 11. Маска определяется на самом последнем шаге, когда всё остальное свободное пространство заполняется данными. Из за того, что маска выбирается на основе лучшего варианта (для этого надо перебрать все маски), к добавлению кода маски и уровня коррекции придётся не раз возвращаться. Пока что не добавляйте этот элемент. На рисунке изображено где именно и в каком направлении выстраиваются модули этого элемента, а также красным отмечен модуль, который всегда чёрный.

Добавление данных

Всё оставшееся свободное пространство на холсте разбивается на столбики: каждые 2 модуля, не важно что находится в этих модулях, кроме вертикильной полосы синхронизации, которая просто пропускается. Заполнение начинается с правого нижнего угла, идёт в пределах столбика справа налево, снизу вверх. Если текущий модуль занят (например полосой синхронизации или выравнивающим узором), то он просто пропускается. Если достигнут верх столбика, то движение продолжается с верхнего правого угла столбика, который расположен левее, и идёт сверху вниз. Достигнув низа, движение продолжается от нижнего правого угла столбика, который расположен левее, и идёт снизу вверх. И так далее, пока всё свободное пространство не будет заполнено.

Заполнение происходит бит за битом из байтов данных, при этом 1 это чёрный модуль, а 0 — белый. Если данных не хватает, то оставшееся пространство заполняется нулевыми модулями.

При этом на каждый модуль накладывается одна из масок. Всего масок 8 штук (от 0 до 7), их список в таблице 12. Если выражение из таблицы равно нулю, то цвет модуля инвертируется, иначе остаётся неизменным. Маска применяется только к модулям данных.

X — столбец, Y — строка, % — остаток от деления, / — целочисленное деление.

Маска выбирается по разному: некоторые всегда используют одну и ту же, другие каждый раз случайную, но спецификация настаивает, чтобы каждая маска оценивалась и выбиралась самая оптимальная. Способ с оценкой требует больше времени, но нет ничего страшного, если будет выбрана не оптимальная маска, поэтому не обязательно использовать именно его, но я всё равно расскажу о нём. От выбранной маски зависит код маски и уровня коррекции (см. выше), сейчас самое время добавить этот элемент.

Выбор лучшей маски

Эта часть не обязательна, и, если вы уже определились с выбором маски и добавили на холст данные, ваш QR код готов.

Суть этой процедуры заключается в том, чтобы сгенерировать QR код с каждой из восьми масок, начислить каждой штрафные очки по определённым правилам и выбрать маску с наименьшим количеством очков. Помните, что вместе с данными, на холст заново добавляется элемент кода маски и уровня коррекции.

Правило 1

По горизонтали и вертикали за каждые 5 и больше идущих подряд модулей одного цвета начисляется количество очков, равное длине этого участка минус 2. В этом и во всех остальных правилах отступ не рассматривается, всё ограничивается основным полем.

Правило 2

За каждый квадрат модулей одного цвета размером 2 на 2 начисляется по 3 очка.

Правило 3

За каждую последовательность модулей ЧБЧЧЧБЧ, с 4-мя белыми модулями с одной из сторон (или с 2-х сразу), добавляется 40 очков (по вертикали или горизонтали). Проще говоря, за эти элементы:

В нашем примере всего 3 таких элемента, за что он получает 120 дополнительных очков (не обязательно эти элементы должны пересекаться с поисковым узором):

Правило 4

В конце концов для каждой маски вы получите своё количество штрафных баллов, вам останется только выбрать ту, у которых этих баллов меньше, и ваш QR код полностью готов. Как показывает практика, чем ниже номер маски, тем больше вероятность того, что она окажется лучшей, поэтому для оптимизации можно выбирать лучшую маску не из всех, а, например, из 4-х.

Источник