記者 于梅君

支付碼、健康碼、場所碼、乘車碼……如今,二維碼作為移動支付、信息查詢、身份識别等功能的載體,已被廣泛應用到我們日常的吃穿住行中。

據統計,全球每天就要掃100億個二維碼,如此龐大的用量不禁令人擔心,二維碼會有消耗完的那一天嗎?它又是如何被手機識别的?

我國二維碼應用占全球九成以上

二維碼堪稱萬物的“身份證”。如今,我們已然邁入“掃碼時代”:出行交通可以掃碼騎單車,上班時需要出示健康碼,吃飯可以掃碼點餐,購物用付款碼支付……

二維碼在移動支付、證件管理、電子票務、物流追蹤、餐飲服務等衆多領域得到廣泛應用。

中關村工信二維碼技術研究院院長張超表示:“從産業鍊的角度講,它最起碼是萬億級的産業。中國雖然不是二維碼技術的發源地,但已成為二維碼最大的應用國家。截至2018年上半年,可以說全球90%以上的二維碼應用都是在中國。”

二維碼是線上與線下連接的關鍵入口,以二維碼為載體形成的碼上經濟生态,催生了新産業、新業态、新模式,創造經濟新價值。

據2020年1月微信發布的《碼上經濟影響力報告》,2019年,微信生态帶來的碼上經濟規模達到8.58萬億元,微信帶動碼上經濟就業機會2601萬個。

清華大學中國經濟社會數據研究中心與騰訊聯合發布的《2020碼上經濟戰疫報告》顯示,2020年一季度,“碼”上經濟交易額同比增加25.86%。當年1月23日至5月6日,政企個人總用碼量達1400億次,人均掃碼116次；超級“碼”力讓人均節約耗時29.2小時,共計省下350.4億小時。

中國科學院科技戰略咨詢研究院研究員吳靜表示,微信二維碼生态作為數字經濟中現實世界與虛拟世界的連接器,是線上線下融合的關鍵入口,将成為經濟社會數字化全面轉型的重要賦能途徑之一。

未來,微信碼上生态網絡還将不斷擴張和完善,最終實現“碼上連接創造無限價值”。

手機是怎麼讀懂二維碼的

為什麼二維碼這麼神奇,掃一下就能得到各種信息?二維碼是怎麼被手機識别的?碼上的黑點和白點又代表什麼?

不管是手機還是計算機,它們的處理器隻能識别0和1。為了讓機器能夠識别信息,需要對單個數字、字母、符号、漢字等進行逐一編碼,它們都能用0和1來表示。

在制作二維碼時,信息被轉換成特定的0和1二進制編碼,然後用白點表示0,用黑點表示1,它們按照一定的規則進行排列。再加上三個用于定位的大黑塊,就能得到最終的唯一二維碼。

簡單說,二維碼就是把你想表達的信息,翻譯成黑白兩種小方塊,然後填到一個大方塊中。有點類似考試時的答題卡,把我們的語言,翻譯成機器可識别的語言。一個0就是一個白色小方塊,一個1就是一個黑色小方塊。所以說,在計算機眼裡,二維碼就是1和0的排列組合。

二維碼圖像複雜,很少有人去特意比對兩個不同二維碼的圖案,這就牽扯到一個問題:二維碼會重複嗎?答案是:并不會!因為二維碼是一種編碼,是根據你提供的信息所生成,因此你生成二維碼時使用的信息不同,最終出現的二維碼也不會相同。

那些污損的碼,為啥也能掃出來

可能有人會問,為什麼每個二維碼上都有三個黑色大方塊?為什麼無論是正着、側着還是反着掃碼,手機都能成功讀取二維碼數據?

專家解釋,我們掃二維碼時,手機首先是定位二維碼的位置,二維碼左上、右上、左下位置那三個大黑方塊,就是用來定位的。也就是說,手機通過三個大黑方塊,可以識别出二維碼正确的方向。除了這三個大方塊,有些二維碼還會有虛線和稍微小一點的方塊,這也是用來定位的。

手機定完位後,就要分析這個二維碼的大概情況,所以在大方塊的周圍區域,還包含二維碼的版本和數據編碼之類的信息,剩下的區域就是存儲數據的區域。

生活中我們還發現,二維碼被阻擋或缺失一部分,也并不影響掃碼,這是怎麼回事?

原來,二維碼還有容錯機制,其奧秘就藏在存儲數據的區域裡,它分成兩部分,一部分是二維碼需要存儲的數據,另一部分用來糾錯,可以理解成備份區域,如果二維碼缺失或污損的比例不超過三成,二維碼閱讀器仍可準确讀取信息。

二維碼會被用光嗎

我們知道,一個随機的二維碼出現,如果長時間不掃就會失效,需要系統重新分配一個,那麼,二維碼的排列就這麼多種,會不會有一天被掃光?

專家表示,二維碼的确有一天會被掃光,因為所有的二維碼尺寸是固定的,在有限的區域内,要呈現出不同的排列組合,數量肯定有限制,不過按照數學概率,要一一掃光,需要很長很長時間。

現在的二維碼有40個官方版本,最小為21×21、最大為177×177矩陣。其中,微信名片就是37×37的矩陣規格,微信付款碼是25×25的矩陣規格。為方便理解,我們用方塊作為矩陣單位。

如何計算矩陣中生成的二維碼個數?舉個例子:一個四宮格,每個格子有兩種顔色變化。一個格子兩種顔色,那就是兩種可能,兩個格子就是四種可能,三個格子就是8種可能,四個格子就是16種可能。所以,四宮格能夠組成16個圖形。

以此類推:25×25的微信付款碼,每一排有25個方塊,共25列,除去定位用的方塊和冗餘糾錯的方塊等,還剩下478個方塊。按照二進制,每個方塊隻有黑或白兩種選擇,所以478個小方塊,理論上一共可以組合“2的478次方”個二維碼。

微信用掉25×25這一尺寸的二維碼需要多少年?假設微信一年會用掉6000億個二維碼。我們來算一下:(2的478次方)/6000億=1.301×(10的132次方)年,那簡直是一個驚人的天文數字。

假設人類一天使用100億個25×25規格的二維碼,得用上7.806×(10的133次方)天。誇張一點來說,或許人類不存在的那一天,這個規則的二維碼都不會被用完。何況目前的二維碼有40個版本,如果未來有需求,我們還可以開發更多。因此,如今全球每天消耗100億個二維碼隻是九牛一毛,完全不用擔心二維碼被消耗完的那一天。

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