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全世界每天用掉上百亿个二维码,如果用完了怎么办?

 星辰大海种花家 2020-04-20

离开了钱包大家能坚持大半年,但如果离开了扫一扫,估计一天都过不下去,从一大早起床开始,早餐离不开扫一扫,上班疫情防控也得扫一扫,上网查个资料,登录个账户还得扫一扫......据不完全统计,一个上班族每天都至少得扫个十次八次,全球估计每天得扫上百亿次,用量实在是太大了,这二维码要是用完了该咋办?

二维码是怎么来的?

我们用条码是1949年美国人诺曼·伍德兰和伯纳德·西尔弗首先申请使用在食品领域的,经过半个多世纪的发展,现在已经有很多规格,但大致原理粗细不同的线条构成的条形图案,与各种编码规格对应字符,这是我们所熟悉的图案,好莱坞动作大片《杀手47》的经典镜头就是后脑勺一个条形码,但其实在《杀手47》之前,早就已经有更优秀的二维码替代了条形码!

《杀手47》剧照

因为条形码是一维的,它在破损后很难识别,而且条形码所含信息有限,如果要包含大量信息的话,条形码的长度会很长,那么识别和打印以及粘贴都会造成不小的障碍!因此信息含量更大,具有容错以及面积更小的二维码逐渐取代了一维条码。

一维码中只有宽度表示数据,长度则没有任何数据,而二维码则不同,长宽均表示数据,而且有一维条码所没有的定位点和容错机制,使得二维码污损时仍然可以识别(二维码可以设置容错率)。二维码一般有堆叠式和矩阵式两种,堆叠式非常类似条码,但又有些不一样,而矩阵式则有大家所熟悉的QR CODE!

堆叠式二维码和矩阵式二维码

相对于一维的条码,二维码优势非常明显,除了信息容量大和编码范围广,还有容错强的特点外,还能引入加密措施,这是一维条码所望尘莫及的!

QR CODE

我们日常扫一扫的二维码其实就是QR CODE(Quick Response Code),它的英文名含义是快速响应矩阵图码,它是日本DENSO WAVE公司在1994年发明的,尽管DW公司拥有其专利权,但根据Denso Wave公司的网站数据,QR码是属于开放式的标准,QR码的规格公开,自由使用,不会被收取专利费用!

QR码发明者腾弘原

存储能力

QR码的总共有40种不同版本的存储结构,最小规格为21×21模块(QR码中的最小单元),最大为177×177模块,如图:

QR码最明显的标志三个回字形定位标志

最大的数据容量为:

QR码的数据容量

GB2312编码可以容纳1800字符,基本上就是一篇中等长度的科普文规格了,容量实在有些惊人!

容错能力

二维码最强的还是它的容错能力,根据容错等级不一样,最高可以30%破损仍然可以读取,因此一般的无损和刮擦,只要不太严重,仍然可以读取出来,这比条形码高出N个数量级!

二维码容错率

当然QR码的容错率越高,那么同样规格的二维码所包含的有效信息就越少,因为会有更多的模块用于纠错,这其实问题不大,因为很多时候一个大面积的二维码可能就只包含一小部分信息而已。2009年12月10日,铁道部首次引进二维码取代条码作为火车票的防伪措施,2012年支付宝开始用二维码作为银行转账支付使用,此后二维码开始在国内大肆流行!

二维码用得完吗?

二维码肯定是用得完的,但只要它所包含的排列规则远远超过人类日常所需求时候,那么实际中就“永远”都用不完,二维码它是怎么做到在一个小小的方块中,甚至连全人类每天不停扫都用不完的组合呢?

标准最小的QR码到最大的编码规则

标准最小的QR码是21×21编码的,在二维码中黑点和白点都包含数据,黑点是代表1,白点代表0,当然二进制的世界就是这样,那么这个二维码如果不用纠错的话,理论上它的最大组合方式就有:
2^21×21=5.6×10^132个。

当然这些组合中,定位码要去去掉一部分,还有校正图形也要去掉一部分,如果有纠错码的话也要去掉一部分,最终仍然将获得一个极其恐怖的组合数量!因为我们的宇宙原子总数也不过10^80个,简单的说,用这个21×21即可对每个粒子编个码!

最小规格的标准二维码

如果还觉得不够的话可以用25×25,或者29×29,33×33......一直到177×177,各位随便扫,即使每天扫1000亿个,扫到宇宙天荒地老,也扫不完,当然除了付款码这些随机变化的二维码以外,像商家的收费码它是不变的。

除了标准QR码以外,还有一种iQR码,信息量更加高密化,而且iQR码可以打成长条形,比如在细细的线缆上也能打上二维码,最小的二维码中,iQR码可以缩小到9×9,DataMatrix只能做到10×10,而QR码则只能11×11!

iQR码面积大幅缩小

iQR码的面积缩小的同时,信息量还不变

下次不妨将二维码的方式推荐给外星人,请他们一起扫一扫购买我们地球上的各种商品,用啥交换呢?就用他们烂大街的曲率发动机的制造技术如何?

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