Признайтесь, наверняка вы, очередной раз сканируя QR код, чтобы присоединиться к каналу в Телеграм, зайти на сайт или прочитать инструкцию к навороченной отвёртке, задавались вопросом, как же в этот маленький квадратик зашифрована полезная информация. Выдохните, мы здесь, чтобы рассказать вам, как же работает эта технология.
Как это появилось?
Сама идея кодировать информацию с помощью графических элементов совсем не нова. Первое коммерческое применение штрихкода датируется аж 1974 годом. Вскоре чёрно-белые полосатые послания распространились в промышленной сфере, облегчая работу на заводах – штрихкодами было удобно маркировать детали и комплектующие. Однако не всем компаниям было достаточно их функционала. Одной из таких компаний была японская Denso Wave – дочерняя компания Toyota. Сотрудники автопроизводителя жаловались на медленную скорость считывания штрихкодов и маленький объём хранимой информации. В ответ на это с 1992 года сотрудник по имени Масахиро Хара начал работу над таким кодом, который был бы заметным, считывался с любого угла и хранил больше информации. Так и появился знакомый нам квадратный код, форма которого, по признанию Масахиро, была вдохновлена традиционной японской игрой Го, в которой участникам нужно стратегически расставлять белые и черные камни по доске.
Ни Масахиро, ни Denso не стали ограничивать права на использование своего изобретения – исходный код технологии открыт, и любая компания или человек может генерировать QR-коды, не платя отчисления за лицензию.
Как это работает?
Ключевые компоненты кода – белое поле (или “тихая зона”), поисковой узор, выравнивающий узор, полосы синхронизации и, непосредственно, закодированная информация.
Разберёмся по порядку:
- Тихая зона – рамка, необходимая для того, чтобы сканирующее устройство могло отделить код от окружающего фона и корректно его прочитать. Без неё сканеру будет сложно определить, где именно находится QR-код, что приведёт к ошибкам при считывании или невозможности распознать данные;
- Поисковый узор нужен для того, чтобы сканер смог обнаружить, определить размер и сориентировать код. Это три больших черно-белых квадрата в углах QR-кода, которые позволяют устройству понять, где находятся его границы, и как код расположен относительно сканера. Благодаря этим узорам QR-код может быть успешно считан даже под углом или в перекошенном виде;
- Выравнивающие узоры помогают сканеру правильно распознать и расшифровать закодированные данные, независимо от его положения в пространстве. Благодаря этим узорам QR-код может быть успешно считан даже под большим углом или в перекошенном виде;
- Полосы синхронизации нужны сканеру для идентификации структуры кода и его ориентации, а также для определения размера данных, которые можно считать, даже если код частично повреждён или находится под углом;
- Закодированная информация это как раз то самое поле, на первый взгляд, беспорядочных белых и чёрных участков. Часть этого поля так же отдана под служебную информацию. Так, возле противоположных квадратов поискового узора расположена зона, в которой кодируется код версии, определяющий ёмкость QR-кода и возможности коррекции ошибок, а также указывающий на уровень избыточности информации, заложенный в структуре кода для защиты информации от повреждений и обеспечения считываемости даже при частичном разрушении QR-кода. Помимо кода версии вокруг поискового узора зашифрованы коды маски и уровня коррекции. Код маски используется для скрытия данных во время генерации QR-кода, создавая узоры для повышения его сканируемости, а уровень коррекции ошибок позволяет восстанавливать до 30% поврежденной информации, обеспечивая быстрое и точное считывание сканером или камерой телефона.
Вывод
За свою долгую историю QR-коды превратились из узкоспециализированного инструмента для отслеживания автозапчастей в универсальное средство, изменившее способы обмена информацией в современном мире. С развитием технологий и ростом популярности смартфонов QR-коды стали символом цифровой эпохи, обеспечивая мгновенный доступ к информации. Появились множество разновидностей QR кодов для разных целей, хранящие разное количество информации, от крошечных кодов первой версии и заканчивая монструозными QR-полотнами 40 версии. Все их объединяет простота, высокая ёмкость данных и устойчивость к повреждениям сделали их незаменимыми в самых разных сферах — от маркетинга и логистики до повседневного использования в мобильных платежах и цифровых визитных карточках. QR-код это одна из ключевых технологий, ускоривших цифровизацию нашего общества.