逸之
如今,科技知識(shí)普及了,網(wǎng)速也提高了,成年人們幾乎每天都要和二維碼打交道。買東西時(shí)不用帶現(xiàn)金,可以通過(guò)手機(jī)掃碼付款;看到手機(jī)軟件的廣告,可以直接掃碼安裝;認(rèn)識(shí)了新朋友,可以互相掃碼加為好友……這些便利的二維碼背后究竟隱藏著怎樣的秘密?今天我們就來(lái)揭開(kāi)二維碼的神秘面紗。
我們平時(shí)看到比較多的是QR碼,是二維碼的一種。QR是由英文單詞Quick Response(快速響應(yīng))的兩個(gè)首字母組成的。正如這個(gè)單詞的含義一樣,QR碼的識(shí)別速度確實(shí)很快。
相比其他樣貌的二維碼,QR碼“樸實(shí)”得多,由一個(gè)個(gè)深色和淺色(常見(jiàn)的是黑色和白色)的小方塊組成。對(duì)計(jì)算機(jī)有所了解的小朋友可能已經(jīng)猜到,這些小方塊代表著二進(jìn)制的1和0——深色塊代表1,淺色塊代表0。通過(guò)攝像頭掃描后,QR碼中的二進(jìn)制信息被識(shí)別出來(lái),這些信息可能是一串?dāng)?shù)字,也可能是一串英文字母,還可能是一串漢字,最常見(jiàn)的是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈接地址。只不過(guò)在掃碼之后,手機(jī)軟件往往不會(huì)把這個(gè)地址顯示出來(lái),而是會(huì)直接打開(kāi)它所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)頁(yè)。
QR碼的外觀是正方形,這個(gè)正方形可大可小,共有40種尺寸。最小的QR碼由21行21列小方塊組成,比它規(guī)格稍大的有25行25列,再大些的有29行29列… …以此類推。最大的QR碼有177行177列,它最多可以用來(lái)表示七千多個(gè)數(shù)字,或四千多個(gè)字母,或兩千多個(gè)漢字。
“回”字的奧秘
QR碼看似雜亂無(wú)章,實(shí)則經(jīng)過(guò)了精心編碼。和“世界上沒(méi)有兩片相同的樹(shù)葉”一樣,每個(gè)QR碼都獨(dú)一無(wú)二。數(shù)字、字母、漢字,以及各種特殊符號(hào),都各自對(duì)應(yīng)著一串二進(jìn)制數(shù)字。這些二進(jìn)制數(shù)字經(jīng)過(guò)一道道復(fù)雜的處理工序,最終變成了QR碼中那密密麻麻的小方塊。
聰明的你可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn),所有QR碼都有3個(gè)相同的“角”,它們都是一個(gè)7×7的“回”字——中心由9個(gè)深色塊組成的3×3的大方塊,外邊有16個(gè)淺色塊圍成一圈包圍著它,淺色塊的外面又圍有24個(gè)深色塊。這3個(gè)“回”字錨定了QR碼的正確姿態(tài),確保它在任何角度都能被手機(jī)軟件識(shí)別。
還有一種小號(hào)的“回”字(5×5)會(huì)在QR碼中有規(guī)律地出現(xiàn)(最小的QR碼除外),它們把整個(gè)QR碼分成一個(gè)個(gè)較小的正方形,以免手機(jī)軟件識(shí)別的時(shí)候“看得眼花”。
再仔細(xì)觀察,我們還能發(fā)現(xiàn)一些有趣的現(xiàn)象。比如第7行或第7列,兩個(gè)“回”字之間,深色和淺色的小方塊總是交替著出現(xiàn),像是兩把尺子,幫助進(jìn)行掃描的手機(jī)軟件把每一格都掃描準(zhǔn)。
還有些規(guī)律很難靠肉眼找到,比如左上角的“回”字下方和左下角的“回”字右側(cè)的小方塊排布總是一致的,這意味著相同的信息出現(xiàn)了兩次。正是有了這些“多余”的小方塊,QR碼即使缺損了一小部分,也可能被正確識(shí)別。生命力最強(qiáng)的QR碼在高達(dá)30%的缺損下還能被識(shí)別。不信用你的手指擋住它的一部分,試試還能不能被識(shí)別出來(lái)。不過(guò),記得可別把那些關(guān)鍵的“回”字給擋住了喲!
五花八門的二維碼
其實(shí),二維碼分為很多種,每一種二維碼的形狀、排版和顏色都大不相同。快來(lái)看看下面這些“漂亮的朋友”。
原來(lái),小小的二維碼有這么多精心的設(shè)計(jì),而我們有幸可以用自己的眼睛去一探究竟。
數(shù)學(xué)大王·中高年級(jí)2020年2期