現如今無論你是購物還是出行,幾乎每個場景都離不開二維碼的身影,二維碼在每一個使用的場景中有著獨一無二的意義,我國現在有14億人口,按照每人每天消耗十個二維碼的標準來計算的話,我國每天就會消耗140億個二維碼,放眼世界消耗的二維碼會更多,那么這些二維碼一共有多少個?會不會有用完的一天?用完后我們又該用什么?
二維碼共分為兩種類型,一種是由一維條碼組成的行排式二維碼,因為這種二維碼在編碼原理上類似于一維條碼的,所以通常不具備糾錯能力,常見的這種類型的二維碼有Code49 碼、 Code16K碼、PDF417碼;另一種是以矩陣形式組成的矩陣式二維碼,這種二維碼是可以通過相應的設備自動識別并糾錯,這種類型的二維碼有Data Matrix碼、Code One碼、Quick Response碼、漢信碼。
二維碼的前身是一維條碼,一維條形碼起源于第二次世界大戰以后,世界上第一條一維條碼誕生于20世紀的四十年代后期, 美國工程師JoewoodLand開始著手研究利用條形碼來表示食品項目和其相應的自動識別設備并在1949年成功獲得了環形條碼的專利,它的出現使得傳統的物流方式被改變,并且在數據傳輸的安全性能有了極大的提升。1970年美國開始在超市中推廣使用UPC碼,1974年Interme公司推出的39碼,將數字與字母相結合,成為第一個有字母數字式條形碼,并被美國政府采納將其應用于軍用,再后來被廣泛應用于工業領域。
1977年歐洲共同體基于UPC-12碼制作了EAN碼,并為此成立了歐洲物品編碼協會(EAN),并再后來發展成為國際物品編碼協會(IAN)。隨后在1978年,日本加入EAN。我國的條碼技術起步較晚,在1988年底成立了中國物品編碼中心,并在1991年代表中國加入IAN。
但隨著時間的發展一維條碼的弊端也逐漸暴露,攜帶的信息少,抗污染的能力差,這些缺點極大地限制了一維條碼的發展。在20世紀80年代二維條碼的出現給條碼技術帶來了前所未有的大發展,與一維條碼相比,二維條碼不僅有著儲存容量大和保密能力強的優點,而且成本低廉,可靠性強。
日本作為第一個加入接觸條碼技術的亞洲國家,應用和發展也是非常迅猛。1994年9月日本Denso公司提出一種新的碼制,也就是其中矩陣式二維碼中的Quick Response碼,Quick Response具有快速反應的意義,簡稱QR碼。
QR碼有著超高速的識讀能力,在同樣的識讀設備下,其他的二維條碼一秒鐘只能識讀2-3個含有100個字符的二維條碼符號,而QR碼可以做到每秒可以識讀30個含有100個字符。QR碼在研發的時候日本Denso公司除了本土語言日語之外還充分考慮了QR碼對漢字的存儲能力,在相同的情況下儲存一個漢字,PDF417碼和Data Matrix碼等其他類型的二維碼需要16bit,而QR碼只需要13bit,從空間的利用率上QR碼比其他二維碼提高了20%,也正是因為這么強大的全方位超高速識讀能力和表示漢語、日語的能力,因此在我國國內非常受歡迎,是我國國內使用最廣泛的二維碼。
以QR碼為例,QR 碼有1到40一共40個版本,版本1包括21×21個模塊,容量最大的版本40是由177×177個模塊組成。一個QR碼它最大能容納7000多個數字字符,有 L,M,Q,H 四個等級的糾錯能力,它還有獨立定位的能力。
QR碼是由黑白相間的圖形排列組成的規則的正方形,它一共包括編碼區域和功能圖形區兩大區域,編碼區域負責編碼主要的格式、版本、數據、糾錯信息,是QR碼符號的重點部分,功能圖形區主要是用來定位圖像、校正圖像、尋找圖像,目的是幫助QR條碼的快速識讀。在QR碼的數據表示中用布爾值“1”表示深色的模塊,用布爾值“0”來表示淺色模塊,因此我們可以知道,不同的QR碼就是通過不同的色塊排列組合而成,由此我們可以知道排列組合數量是有限的,因此QR碼的數量也是有限的,所以才會有人對二維碼會不會被用完的疑問出現。
即使數量是有限的,也不用擔心。要想用完這些QR碼,還是有一定難度的。根據專業人士的統計數據,即便是最小格式21x21的QR碼也可以有種不同的組合,這個數字共有75位,根據2016年的數據統計,我國的二維碼每天掃碼量達到15億次,按照一天15億來計算,用光所有版本1的QR碼需要160萬億億億億億億億億年,地球如今的壽命也只有46億年而已。
已知地球的體積約為1.0832073×立方千米,也就是1.0832073×立方厘米,根據專業人員統計版本40的QR碼的排列組合可以有種,如果在地球的每一立方厘米的空間都放上版本40的QR碼的話,也就是說每一立方厘米里會有個版本40的QR碼。也就是說,即使它是有限的,但是面對如此龐大的數字,你我有生之年是不可能被用完的。
除了數量多到用不完之外,二維碼可以回收的這一特點也讓二維碼使用的時間大大延長。我們知道生活中有動態二維碼和靜態二維碼之分,動態二維碼是不能重復使用的,使用過后自動釋放資源,畢竟動態的二維碼使用的頻率比靜態二維碼多的多,在算法控制下的動態二維碼,在同一時間不會出現相同的情況。我們現在的科學技術不斷發展,很快也會有新的編碼出現代替二維碼,比如三維、四維,不等我們用完就會有新的技術出現,因此不用擔心用完之后沒得用的問題。