二維碼的生成細節(jié)和原理(已修改)
2025-08-17 00:52 本頁面
【正文】 二維碼的生成細節(jié)和原理二維碼又稱QR Code，QR全稱Quick Response，是一個近幾年來移動設備上超流行的一種編碼方式，它比傳統(tǒng)的Bar Code條形碼能存更多的信息，也能表示更多的數(shù)據(jù)類型：比如：字符，數(shù)字，日文，中文等等。這兩天學習了一下二維碼圖片生成的相關細節(jié)，覺得這個玩意就 是一個密碼算法，在此寫一這篇文章 ，揭露一下。供好學的人一同學習之。關于QR Code Specification，可參看：基礎知識首先，我們先說一下二維碼一共有40個尺寸。官方叫版本Version。Version 1是21 x 21的矩陣，Version 2是 25 x 25的矩陣，Version 3是29的尺寸，每增加一個version，就會增加4的尺寸，公式是：(V1)*4 + 21（V是版本號） 最高Version 40，(401)*4+21 = 177，所以最高是177 x 177 的正方形。下面我們看看一個二維碼的樣例：定位圖案 Position Detection Pattern是定位圖案，用于標記二維碼的矩形大小。這三個定位圖案有白邊叫Separators for Postion Detection Patterns。之所以三個而不是四個意思就是三個就可以標識一個矩形了。 Timing Patterns也是用于定位的。原因是二維碼有40種尺寸，尺寸過大了后需要有根標準線，不然掃描的時候可能會掃歪了。 Alignment Patterns 只有Version 2以上（包括Version2）的二維碼需要這個東東，同樣是為了定位用的。功能性數(shù)據(jù) Format Information 存在于所有的尺寸中，用于存放一些格式化數(shù)據(jù)的。 Version Information 在 = Version 7以上，需要預留兩塊3 x 6的區(qū)域存放一些版本信息。數(shù)據(jù)碼和糾錯碼 除了上述的那些地方，剩下的地方存放 Data Code 數(shù)據(jù)碼 和 Error Correction Code 糾錯碼。數(shù)據(jù)編碼我們先來說說數(shù)據(jù)編碼。QR碼支持如下的編碼：Numeric mode數(shù)字編碼，從0到9。如果需要編碼的數(shù)字的個數(shù)不是3的倍數(shù)，那么，最后剩下的1或2位數(shù)會被轉(zhuǎn)成4或7bits，則其它的每3位數(shù)字會被編成 10，12，14bits，編成多長還要看二維碼的尺寸（下面有一個表Table 3說明了這點）Alphanumeric mode字符編碼。包括 09，大寫的A到Z（沒有小寫），以及符號$ % * + – . / : 包括空格。這些字符會映射成一個字符索引表。如下所示：（其中的SP是空格，Char是字符，Value是其索引值） 編碼的過程是把字符兩兩分組，然后轉(zhuǎn)成下表的45進制，然后轉(zhuǎn)成11bits的二進制，如果最后有一個落單的，那就轉(zhuǎn)成6bits的二進制。而編碼模式和 字符的個數(shù)需要根據(jù)不同的Version尺寸編成9, 11或13個二進制（如下表中Table 3）Byte mode字節(jié)編碼，可以是0255的ISO88591字符。有些二維碼的掃描器可以自動檢測是否是UTF8的編碼。Kanji mode這是日文編碼，也是雙字節(jié)編碼。同樣，也可以用于中文編碼。日文和漢字的編碼會減去一個 值。如：在0X8140 to 0X9FFC中的字符會減去8140，在0XE040到0XEBBF中的字符要減去0XC140，然后把前兩位拿出來乘以0XC0，然后再加上后兩位，最 后轉(zhuǎn)成13bit的編碼。如下圖示例：Extended Channel Interpretation (ECI) mode主要用于特殊的字符集。并不是所有的掃描器都支持這種編碼。Struc
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