QR Code發展與歷史介紹:運作原理、特色、編碼結構分析 - 癮科技 Cool3c
隨著智慧型手機興起,QR Code(QR碼)的應用越來越廣泛,只要拿出手機開啟App,無論是電子海報、個人名片、還是電子 支付 ,「掃」一下就能獲得圖像裡蘊含的訊息。QR Code是種二維條碼的類型,在一維條碼能夠承載的資訊量不足以應付需求之後,二維條碼順勢而生,本篇介紹QR Code的運作原理、特色、編碼結構分析,讓讀者更瞭解這項隨處可見的科技小工具。 QR Code是Quick Response Code的縮寫,因為發明者希望QR Code可以快速解碼內容,故以「Quick Response(快速反應)」命名。QR Code的發明可追溯至1994年的日本,由汽車零件業者Denso Wave公司發明,用來追蹤生產線上的貨物,並且讓條碼能容納日文漢字、假名訊息。 與一維條碼最大的差異在於,二維條碼能夠承載更多資料,而QR Code能 儲存 的資訊種類囊括了數字、字母、二進制(位元組)、以及日文、漢字。可以這麼說,一維條碼代表的資訊以「數字編號」為多,號碼用來識別商品,但QR Code可以讓日文、漢字資料直接記錄在條碼裡,也就是讓條碼代表一句話、或是一串網址。 ▲4種不同的二維條碼。因為一維條碼,也就是由線條組成的條碼能承載的資訊量太少,因此最初將2個一維條碼疊加在一起,最後讓X軸、Y軸都帶有訊息,進化成二維條碼。二維條碼又稱為矩陣條碼,種類有很多,其中屬QR Code最為常見。(圖片來源: Wiki) ▲一維條碼的運作原理介紹。 日本的QR Code標準在1999年公佈,而其對應的ISO國際標準(ISO/IEC 18004)則在2000年獲得。ISO(國際標準化組織)認定QR Code為國際規格,其規格公開,雖由Denso Wave公司持有專利,但不會被執行。 而除了能記錄日文與漢字之外,QR Code的辨識速度快、360度全方位都能被識別、容錯能力高、佔位面積更小,讓它被廣泛運用在產品跟蹤、物品識別、文件管理等方面。除此之外個人名片、網站登錄等地方也常常見到QR Code的蹤跡。 ▲行政院農委會的產銷履歷也應用了QR Code,右下則是傳統一維條碼。(圖片來源: 產銷履歷資訊網 ) ▲台鐵的車票也應用了QR Code, 乘客只要將車票上的QR Code對準驗票閘門的掃描區,即能掃描通過。現在台鐵也有QR Code電子化車票,詳情可見 2019台鐵網路購票App教學懶人包 。 不過,QR Code並非任何情況下都能夠辨識,比如說QR Code過度擠壓變形、印刷不夠清晰、或是外框沒有足夠的白邊的話,就會造成識讀困難。雖然如此,和傳統一維條碼相較,QR Code可以360度掃描辨識,容錯能力更是讓它在視覺造型上有了更多的變化。 先不論微型QR Code等特殊變形,一般常見的QR Code共有40種不同的尺寸版本,版本依據儲存密度與結構區分,每一種QR Code的組成結構、能夠儲存的資訊量多寡都不完全相同。QR Code的尺寸版本以「 Version」標示,如版本1,也就是 Version 1,QR Code尺寸為21x21位元, Version 2的尺寸為25x25位元,Version 40則為177x177位元,Version越高,QR Code的尺寸越大,能夠承載的資訊量也就越多。 是否有看過融入標誌的QR Code呢?「容錯」又稱「糾錯」,是指當某部分資訊缺失的時候,其它部分會自動填補,讓整體資訊依然可以完整辨識,容忍錯誤發生。簡單來說,就是當QR Code條碼缺了一角,或是沒有辨識完全,資訊依然可以被掃瞄出來,這就是QR Code容錯能力的表現,是一維條碼辦不到的。 QR Code的4個容錯等級: ▲傳統一維條碼只要組成有損傷,就難以辨識,不過QR Code可以容許一定程度範圍內的資訊流失,因此就算缺角(圖左)、或是在條碼中放入Logo(圖右),都不會影響資訊讀取。這也讓QR Code在設計上有非常多的變化。(圖片來源: Wiki) ▲QR Code共有40種不同的尺寸版本,前後版本尺寸之間都相差4個單位。(圖片來源: 萬能的Wiki) 容錯能力越高,同等級的QR Code能夠容量的資訊量就越少,這是因為將原本能夠儲存資料的地方,拿去做容錯 備份 ,於是一般儲存資料的空間被壓縮,能夠儲存的資料也就變少。由以上訊息可以得知,資訊容量最大的QR Code版本為Version 40、容錯能力為L等級,此版本最多可以容納7089個數字,或是4296個字母,或1800個漢字。一般的一維條碼最多只能輸入20個資訊量。 ▲QR Code由無數個黑白小格子組成,每一個格子就是一個位元(bits)。由上圖可知,組成一個純數字(Numeric only)需要3又1/3個位元,也就是3又1/3個小格子,至於要組成一個ISO ...