浅析IM即时通讯开发之扫码登录二维码

二维码技术使用起来很简单，本系列的前三篇文章也专门针对IM扫码登录这个功能做了详细的分享，但本着学习技术不留死角的习惯，我认为有必要单独学习一下到底什么是二维码（说不定哪天被个刚入行的程序员轻轻一句“哥，啥是2维码”，给问的懵逼了，那时就不仅“头凉”，还会“心梗”...），这也是专门整理本文的目的所在。

说明：准确地说，我们平时见的最多的二维码其实是QR码，也就是目前我国应用最为广泛的一种二维码。为了表述简单，如无特指，本文中所述二维码皆指QR码。

二维码的源起

准确地说，我们平时见的最多的二维码其实是QR码，也就是目前我国应用最为广泛的一种二维码。为了表述简单，如无特指，本文中所述二维码皆指QR码。

时代背景

上个世纪60年代之后，日本经济迎来的高速增长期，种类繁多的商品的超市开始在城市中出现。

当时超市使用的现金出纳机要靠手动输入商品价格，因此负责现金出纳的人常常会因手腕的麻木和“腱鞘炎”而苦恼。

“能否减轻超市收款员的负担呢？”

条形码的出现解决了这一苦恼。由于POS系统的成功开发，仅通过光感读取条形码，价格就会自动显示在出纳机上，同时读取的商品信息还能传送到计算机上。

如此一来，条形码得以普及，但新的课题又随之而来。问题在于条形码的容量有限，英文数字最多只能容纳20个字。

“编码本身要是能够含有更多的信息就好了”、“希望具有汉字和假名的处理功能”。

“定位图案”为何是回字型？

定位图案为何要使用那种回字型的呢？

腾弘原解释说：“因为这种图形在票据等当中出现频率最小”。

也就是说：如果附近有同样的图形，读取机就会将其误认为是编码，为了防止这种误读，定位图案必须是唯一的图形。

经过全面考虑：腾弘原等人决定将印刷在广告单、杂志、纸板等处的绘图和文字全部变成黑白两色，对其面积比率进行彻底的调查。即时通讯聊天软件app开发可以加蔚可云的v：weikeyun24咨询

研发小组日以继夜地对无数的印刷品进行调查的结果，终于查明了印刷品中“最不常用的比率”，即1︰1︰3︰1︰1。

这样：便确定了定位图案黑白部分的宽幅比率。所形成的结构是，扫描线可以从360度方向扫描，无论从哪个方向扫描，一旦扫到其独特的比率，便可计算出编码的位置。

二维码的优点

回到技术本身，用现代的视角先来总结一下二维码到底有什么优点。

二维码出现之前，在需要使用类似编码的场景时，采用的都是一维码（条形码）。

但是条形码承载的信息太少，只能用于一些很简单的场景，因此条形码除了用于商品等信息，并没有广泛流行。

总结一下，二维码具有以下优点：

1）信息容量大：可容纳多达 1850 个大写字母或 2710 个数字或 1108 个字节，或 500 多个汉字，比普通条码信息容量约高几十倍；
    2）编码范围广：该条码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码，用条码表示出来；
    3）容错能力强：具有纠错功能，这使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以正确得到识读，损毁面积达 50% 仍可恢复信息；
    4）译码可靠性：它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万分之一；
    5）可引入加密：保密性、防伪性好；
    6）使用成本低：易制作，持久耐用。

二维码有 4 个可变项，其中主要的 2 个为版本和容错率。

1）版本（TypeNumber）：
一共有 40 个尺寸，对应 40 个版本；Version1是 21*21 的矩形，之后每增加一个版本，就增加4的尺寸，即（v-1）4+21，最高是Version40，177177 的正方形。

2）容错率（ErrorCorrectionLevel）：
二维码容错率即是指二维码图标被遮挡多少后，仍可以被扫描出来的能力。容错率越高，则二维码图片能被遮挡的部分越多。

二难码的设计原理

日常我们看到的二维码就是一张由黑白色块混合在一起的一张图片，我们肯定也知道这些黑白色块就是内容的某种编码，但其实除了内容外，二维码还有许多其他辅助扫码识别的信息。

功能区

功能区的主要内容是：

1）位置探测图形：位于左上、左下、右上的三个矩形，可以说是二维码最重要的组成部分；
    2）位置探测图形分隔符：位置探测图形周围的白边，用于分割位置探测图形和数据。
    3）定位图形：三个位置探测图形之间的两根“线”，用于确定二维码符号中模块的坐标（相当于坐标轴）；
    4）校正图形：用于校正定位（只有版本2以上有），版本越高个数越多，以校正可能发生的定位偏移。

位置探测图形的作用主要是：

1）确定二维码的放置方向：不管顺着扫倒着扫，都可以准确找到第一个编码字符的位置（左上矩形的右边）；如果任一矩形被遮挡，扫描设备将无法定位；
2）确定编码字符的边界：确定编码字符的上下左右边界，不被周围其他信息干扰。

数据区

数据区的主要内容是：

1）格式信息：存放包括纠错码类型、掩码类型等信息；
2）数据和纠错码字：最主要的部分，用于存放数据和纠错信息。

在所有数据都完成放置之后，还有一步操作：添加掩码。

掩码主要是为了避免，如果出现大面积的空白或黑块，导致我们扫描识别的困难。

数据经过掩码后，基本不会再出现大面积的黑块和白块，利于扫描。

注：掩码只会与数据区进行 XOR，不会影响功能区。

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