二维码的生成细节和原理.docx

二维码一共有40个尺寸。公式:(V - 1 ) * 4 + 21(V是版本号)最高是40。
定位图案,用于标记二维码的矩形大小。
剩下的地方存放 Data Code 数据码和 Error Correction Code 纠错码。
数据编码
我们先来说说数据编码。QR码支持如下的编码:
Numeric mode 数字编码,从0到9。如果需要编码的数字的个数不是3的倍数,那么,最后剩下的1或2位数会被转成4或7bits,则其它的每3位数字会被编成 10,12,14bits,编成多长还要看二维码的尺寸(下面有一个表Table 3说明了这点)
Alphanumeric mode 字符编码。包括 0-9,大写的A到Z(没有小写),以及符号$ % * + –. / : 包括空格。这些字符会映射成一个字符索引表。如下所示:(其中的SP是空格,Char是字符,Value是其索引值) 编码的过程是把字符两两分组,然后转成下表的45进制,然后转成11bits的二进制,如果最后有一个落单的,那就转成6bits的二进制。而编码模式和字符的个数需要根据不同的Version尺寸编成9, 11或13个二进制(如下表中Table 3)
Byte mode, 字节编码,可以是0-255的ISO-8859-1字符。有些二维码的扫描器可以自动检测是否是UTF-8的编码。
Kanji mode 这是日文编码,也是双字节编码。同样,也可以用于中文编码。日文和汉字的编码会减去一个值。如:在0X8140 to 0X9FFC中的字符会减去8140,在0XE040到0XEBBF中的字符要减去0XC140,然后把前两位拿出来乘以0XC0,然后再加上后两位,最后转成13bit的编码。如下图示例:
Extended Channel Interpretation (ECI) mode 主要用于特殊的字符集。并不是所有的扫描器都支持这种编码。
Structured Append mode 用于混合编码,也就是说,这个二维码中包含了多种编码格式。
FNC1 mode 这种编码方式主要是给一些特殊的工业或行业用的。比如GS1条形码之类的。
简单起见,后面三种不会在本文中讨论。
下面两张表中,
Table 2 是各个编码格式的“编号”,这个东西要写在Format Information中。注:中文是1101
Table 3 表示了,不同版本(尺寸)的二维码,对于,数字,字符,字节和Kanji模式下,对于单个编码的2进制的位数。(在二维码的规格说明书中,有各种各样的编码规范表,后面还会提到)
下面我们看几个示例,
示例一:数字编码
在Version 1的尺寸下,纠错级别为H的情况下,编码: 01234567
 把上述数字分成三组: 012 345 67
 把他们转成二进制:  012 转成 0000001100;  345 转成 0101011001;  67 转成 1000011。
 把这三个二进制串起来: 0000001100 0101011001 1000011
 把数字的个数转成二进制(version 1-H是10 bits ): 8个数字的二进制是 0000001000
 把数字编码的标志0001和第4步的编码加到前面:  0001 0000001000 0000001100 0101011001 1000011
示例二:字符编码
在Version 1的尺寸下,纠错级别为H的情况下,编码: AC-42
1. 从字符索引表中找到 AC-42 这五个字条的索引(10,12,41,4,2)
2. 两两分组: (10,12) (41,4) (2)
:
(10,12) 10*45+12 等于 462 转成 00111001110
(41,4) 41*45+4 等于 1849 转成 **********
(2) 等于 2 转成 000010
4. 把这些二进制连接起来:00111001110 ********** 000010
5. 把字符的个数转成二进制(Version 1-H为9 bits ): 5个字符,5转成 000000101
6. 在头上加上编码标识 0010 和第5步的个数编码:  0010 000000101 00111001110 ********** 000010
结束符和补齐符
假如我们有个HELLO WORLD的字符串要编码,根据上面的示例二,我们可以得到下面的编码,
编码
字符数
HELLO WORLD的编码
0010
000001011
01100001011 01111000110 ********** ********** 100110