как qr код перевести в текс

Что такое QR-коды и как их сканировать

Что такое QR-код и как он работает

QR-коды можно встретить повсюду – от сайтов до рекламных щитов. Они напоминают штрих-коды, только вместо вертикальных полос состоят из маленьких квадратиков. Они используются все чаще и становятся все более популярными, поэтому многие смартфоны теперь выпускаются со встроенным сканером QR-кода.

Что же такое эти QR-коды и как они работают? Мы расскажем о них в этой статье.

Что означает QR

QR – это сокращение от Quick Response, что означает «быстрый отклик».

Несмотря на свой размер QR-код способен вместить большое количество данных. Но не это главное. Сканируя QR-код, вы получаете доступ к этим данным мгновенно – отсюда и название.

Краткая история QR-кода

Первую систему QR-кодов придумали в 1994 году специалисты японской компании Denso Wave, дочернего предприятия Toyota. На производстве потребовался способ точно отслеживать выпускаемые автомобили и детали к ним. Для этого было решено разработать разновидность штрих-кода, с помощью которой можно было бы кодировать японские иероглифы, латинские буквы, цифры и некоторые другие символы.

Больше чем штрих-код

Обычный штрих-код читается только в одном направлении – слева направо. Поэтому он может хранить сравнительно небольшой объем информации – как правило, это буквы и цифры.

QR-код читается в двух направлениях (поэтому его также называют «двумерным штрих-кодом») – по горизонтали и по вертикали. Это позволяет хранить в нем больше данных.

Целью разработчиков было создать узнаваемый, сканируемый под любым углом формат, чтобы код было легко заметить и не нужно было тратить время, выбирая правильное положение сканера. Так они пришли к ныне всем известному квадратному коду, который используется по сей день.

Разработка первого QR-кода заняла больше года. Он мог вместить до 7000 цифр и иероглифов кандзи и считывался в десять раз быстрее, чем обычный штрих-код.

Технология QR-кодов становится открытой

QR-код быстро прижился в автомобильной промышленности. В то время это было особенно важно, так как многие японские потребители требовали от крупных корпораций большей прозрачности. Они хотели точно знать, откуда поступают товары – не только машины, но и продукты, лекарства и другая продукция. Так QR-код постепенно проник во все отрасли промышленности.

Его создатели из Denso Wave проявили щедрость, сделав технологию создания и чтения QR-кодов общедоступной и отказавшись от своих патентных прав. Это означает, что даже сейчас любой может создать и использовать свой собственный QR-код. Тем не менее поначалу идея приживалась с трудом. Создать сам QR-код было легко, но вот сканеры для него были доступны далеко не всем. До тех пор, пока…

2002: первые считыватели QR-кодов в мобильных устройствах

В 2002 году на японский рынок были выпущены первые мобильные телефоны со встроенным сканером QR-кодов. В результате число компаний, использующих QR-коды, возросло, и стали появляться первые QR-коды для потребителей.

Между тем, технология продолжала развиваться. В 2004 году был создан микро-QR-код, а в 2008 году – iQR-код, который может иметь как квадратную, так и прямоугольную форму.

Примерно в это же время на рынок ворвался первый iPhone, сделав сканеры QR-кодов еще доступнее для потребителей во всем мире. Осознав потенциальные коммерческие и маркетинговые преимущества, фирмы и организации начали создавать свои QR-коды.

Золотой век QR-кодов

В 2012 году, спустя 18 лет после своего появления, QR-код получил премию Good Design Award, присуждаемую за выдающийся промышленный дизайн.

К этому моменту QR-кодами уже пользовался весь мир – их можно было увидеть везде, от билбордов до журналов и листовок, и даже в некоторых более неожиданных местах.

Denso Wave продолжает совершенствовать первоначальный дизайн QR-кода и в наши дни. В современные QR-коды встраиваются такие функции, как отслеживание и защита от подделки. Также для QR-кодов нашлось много новых применений, от платежей до позиционирования объектов в дополненной реальности.

Как считывается QR-код

В узоре QR-кода зашифрована последовательность данных в двоичном формате.

Считывающее устройство распознает стандартный QR-код по трем квадратным меткам, расположенным по его углам. Обнаружив их, сканер считывает все, что находится в определяемом ими квадрате,

а затем анализирует QR-код, представляя его в виде сетки. Каждой отдельной ячейке сетки присваивается значение в зависимости от цвета (черный или белый). Затем ячейки группируются в более крупные узоры.

Из чего состоит QR-код

Стандартный QR-код состоит из шести компонентов:

Отступ

Это белая рамка по внешнему краю QR-кода. Без этой рамки сканер не сможет определить, что нужно считывать – ему будут мешать окружающие элементы.

Поисковый узор

Обычно QR-код содержит три черных квадрата – в левом нижнем, левом верхнем и правом верхнем углах. Они «сообщают» сканеру, что перед ним QR-код, и показывают, где находятся его внешние границы и как он сориентирован.

Выравнивающий узор

Этот квадратик поменьше, расположенный ближе к правому нижнему углу, обеспечивает чтение QR-кода даже в перекошенном или повернутом виде.

Полосы синхронизации

Эта Г-образная линия, пролегающая между тремя квадратами поискового узора, помогает сканеру идентифицировать отдельные квадраты в коде, а также позволяет считывать даже поврежденный QR-код.

Версия

В этом небольшом поле данных около правого верхнего квадрата поискового узора указана версия считываемого QR-кода (см. «Четыре версии QR-кода»).

Ячейки данных

Остальная часть QR-кода содержит собственно информацию – например, ссылку, номер телефона или сообщение.

Четыре версии QR-кода

У QR-кодов множество назначений, но чаще всего используются четыре основных вида. Версия QR-кода определяет способ кодирования данных и называется «режимом ввода». Различают цифровое, буквенно-цифровое, двоичное кодирование и кандзи. О способе кодирования сообщает версия QR-кода.

Цифровое кодирование

Используется для десятичных чисел от 0 до 9. Это самый емкий способ хранения данных, позволяющий записать до 7089 символов.

Буквенно-цифровое кодирование

Двоичное кодирование

Используется для символов из кодировки ISO-8859-1 и позволяет хранить до 2953 символов.

Кандзи

Используется для хранения японских иероглифов в виде двухбайтовых символов кодировки Shift JIS. Это первоначальная кодировка, разработанная компанией Denso Wave. Однако с появлением других режимов она стала наименее эффективной, так как позволяет хранить лишь 1817 символов.

Существует также вторая кодировка кандзи – ECI, использующая набор символов UTF-8. Однако не все современные сканеры могут ее прочесть.

Также есть две дополнительные модификации основных видов кодировки:

Режим структурированного дополнения

Этот способ преобразует набор данных в несколько QR-кодов, позволяя считывать до 16 QR-кодов одновременно.

Режим FNC1

Этот способ позволяет QR-коду выполнять функции штрих-кода GS1.

Может ли QR-код использовать несколько кодировок?

Да, если в каждом QR-коде будет указана правильная версия кода.

Преимущества QR-кода

QR-код создавался как улучшенная альтернатива штрих-коду.

Больше данных, чем в штрих-коде

Штрих-код содержит лишь одну строку данных. Наиболее распространенный тип штрих-кода, используемый, например, для идентификации продуктов в торговле, позволяет сохранять набор цифр фиксированной длины. Хотя форматы штрих-кодов для кодирования длинных строк, содержащих также буквы и другие символы, существуют, они довольно громоздки.

QR-коды более компактны, позволяют сохранять больше данных и поддерживают более широкий набор символов. При этом их так же легко создавать и печатать.

Меньше ошибок

Бывало ли, что вы взяли товар, отнесли на кассу, а сканер штрих-кода показал что-то совершенно другое? Редко, но такое случается – обычно потому, что штрих-код не был защищен от дублирования. А повышенная емкость QR-кода позволяет встроить в него защиту от ошибок.

Легко считывать

В отличие от штрих-кода, для чтения и интерпретации которого нужны специальные технологии, сканировать и расшифровать QR-код можно с помощью смартфона или цифровой камеры. Это делает его гораздо более полезным, например, для маркетинговых кампаний, нацеленных на потребителей.

Легко печатать

Как и в случае штрих-кода, для QR-кода достаточно черно-белой печати (хотя его можно сделать и цветным).

Повышенная надежность

Информацию в QR-коде можно зашифровать, что послужит дополнительной защитой.

Разные виды QR-кодов

QR-коды могут выглядеть по-разному, но наиболее распространены пять видов, перечисленных ниже. Возможности у них примерно одинаковые, отличается только внешний вид.

QR-код

Это оригинальная версия QR-кода, созданная Denso Wave в 1990-х годах. Его легко узнать по трем поисковым узорам в левом нижнем, левом верхнем и правом верхнем углах.

Aztec

Код Aztec был разработан компанией Welch Allyn. Он похож на QR-код, но содержит только один поисковый узор, расположенный по центру.

MaxiCode

Этот вид QR-кода используется почтовой службой США. Как и у кода Aztec, поисковый узор у него находится посередине, но вместо квадратов он использует узор из шестиугольников («пчелиные соты»).

PDF417

Штрих-код со странным названием PDF417 был придуман Йинцзюном Вангом из Symbol Technologies в 1991 году – на три года раньше QR-кода. Этот код имеет прямоугольную форму и выглядит как нечто среднее между QR-кодом и штрих-кодом.

Semacode

Код Semacode, разработанный одноименной компанией – разработчиком ПО, представляет собой матрицу данных, похожую на обычный QR-код, но без характерных поисковых узоров.

Как сканировать QR-код с помощью iPhone, iPad или устройства на базе Android

Большинство смартфонов выпускаются со встроенным сканером QR-кода. У некоторых смартфонов последних моделей, таких как Google Pixel или iPhone, QR-сканер встроен в камеру.

Этой функцией обладают и некоторые планшеты, например iPad.

Для более старых моделей может потребоваться специальное приложение для считывания QR-кодов – таких предостаточно в Apple App Store и Google Play.

Прочитать QR-код с помощью мобильного устройства очень просто:

Какую информацию может содержать QR-код

Как и штрих-коды, QR-коды используются для хранения данных – например, ссылок на сайты, номеров телефонов или текстов длиной до 4000 символов.

QR-коды применяются и для других целей, а именно:

Где можно встретить QR-коды

Изначально QR-коды были придуманы для отслеживания деталей на автопроизводстве, и по сей день они широко применяются в промышленности.

Используют их и в других отраслях, где необходим строгий учет продукции и поставок – в строительстве, инженерном деле, торговле.

Почтовые службы по всему миру также все больше полагаются на QR-коды при отслеживании посылок, поскольку они могут хранить много данных, например адрес доставки.

QR-кодам нашлось применение и в учебных заведениях. Например, в библиотеке с их помощью студенты могут отыскать нужные книги.

Примеры использования QR-кодов в маркетинговых и рекламных кампаниях

В повседневной жизни QR-коды чаще всего можно увидеть на рекламных материалах.

Многие рекламодатели прибегают к ним – это более быстрый и простой способ направить людей на нужный сайт, чем URL-адрес, который нужно вводить вручную.

QR-код даже может ссылаться сразу на страницу продукта – например, на плакате с изображением модели в модном платье может быть QR-код, который ведет на страницу онлайн-магазина, где это платье можно приобрести.

QR-коды можно найти и на упаковках ваших любимых продуктов. Они помогут узнать, например, о питательной ценности продукта или о специальных предложениях.

QR-коды можно размещать практически в любых местах. Поэтому не удивляйтесь, если начнете встречать их повсюду, от визитных карточек до указателей и чеков.

Как создать QR-код

Хотя QR-код устроен не так уж просто, создать его можно без проблем.

В Apple App Store и Google Play есть десятки разных генераторов QR-кодов для мобильных устройств.

Вы также можете воспользоваться онлайн-генератором, например одним из этих:

С помощью генератора вы легко можете создать QR-код из имеющейся у вас информации (будь то адрес сайта, контактные данные, ссылка на мероприятие или текстовое сообщение), настроить дизайн, мгновенно скачать полученное изображение и поделиться им.

Готовый QR-код можно напечатать на разных носителях или изобразить более необычным способом.

QR-креатив

В 2017 году более 2500 студентов Международного университета Sias в китайском городе Чжэнчжоу образовали самый большой в мире QR-код из раскрытых зонтов. Длина одной его стороны составила 51 метр. Код был успешно отсканирован, и студенты получили специальное предложение от райдшеринговой компании «Диди-Экспресс».

Также в Китае, в деревне Силиньшуй, на территории площадью около 500 гектаров высадили более 130 000 можжевеловых кустов в форме QR-кода, который можно рассмотреть с высоты. Код содержит ссылку на официальный туристический сайт деревни.

Многие компании придумали свои оригинальные способы размещения QR-кодов. Вот некоторые необычные места, где можно встретить QR-коды:

Часто задаваемые вопросы о QR-кодах

Должен ли QR-код обязательно быть черно-белым?

Нет. Можно использовать любые цвета, при условии, что они создают заметный контраст между светлыми и темными зонами. QR-код даже может быть разноцветным.

Многие ли пользуются QR-кодами?

Известно, что QR-коды становятся все популярнее. По данным Scanova и Statista, в 2020 году число пользователей QR-кодов достигнет 11 миллионов – то есть значительно увеличится по сравнению с 9,76 миллиона в 2018 году.

Такому росту есть три главные причины: во-первых, распространение смартфонов возросло с 10% в 2014 году до 36% в 2018 году; во-вторых, обеспеченность высокоскоростным мобильным интернетом увеличилась с 48% в 2014 году до 61% в 2018 году. И в-третьих, многие современные смартфоны выпускаются со встроенным QR-сканером, что делает QR-коды доступнее.

Насколько безопасны QR-коды?

В QR-код можно поместить любую информацию, в том числе фишинговую.

Грамотный хакер также может встроить в QR-код ссылку на вредоносное ПО или заставить пользователя мобильного телефона рассылать платные SMS.

А в случае QR-кодов с URL-адресами есть риск, что сайт по указанному адресу окажется взломанным. Известен случай, когда QR-код одного немецкого производителя специй по ошибке отправлял пользователей на сайт для взрослых.

Как защититься от вредоносных QR-кодов

Никто не знает, где и когда может столкнуться с зараженным QR-кодом. Вот почему важно выбрать надежный QR-сканер.

Kaspersky QR Scanner мгновенно проверяет безопасность сканируемого кода, прежде чем передать вам считанную информацию.

Таким образом, вы всегда будете знать, скрывает ли QR-код:

При этом Kaspersky QR Scanner содержит все необходимые функции QR-сканера, включая сохранение контактов в вашем телефоне. Кроме того, он создает журнал всех отсканированных кодов, так что в случае компрометации через QR-код вы сможете отследить, когда и как она произошла.

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