国人每天扫码15亿次,全球每天用上亿个二维码,如果用完怎么办

现如今无论你是购物还是出行,几乎每个场景都离不开二维码的身影,二维码在每一个使用的场景中有着独一无二的意义,我国现在有14亿人口,按照每人每天消耗十个二维码的标准来计算的话,我国每天就会消耗140亿个二维码,放眼世界消耗的二维码会更多,那么这些二维码一共有多少个?会不会有用完的一天?用完后我们又该用什么?

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二维码示意

二维码共分为两种类型,一种是由一维条码组成的行排式二维码,因为这种二维码在编码原理上类似于一维条码的,所以通常不具备纠错能力,常见的这种类型的二维码有Code49 码、 Code16K码、PDF417码另一种是以矩阵形式组成的矩阵式二维码,这种二维码是可以通过相应的设备自动识别并纠错,这种类型的二维码有Data Matrix码、Code One码、Quick Response码、汉信码

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不同种类的二维码

二维码的前身是一维条码,一维条形码起源于第二次世界大战以后,世界上第一条一维条码诞生于20世纪的四十年代后期, 美国工程师JoewoodLand开始着手研究利用条形码来表示食品项目和其相应的自动识别设备并在1949年成功获得了环形条码的专利,它的出现使得传统的物流方式被改变,并且在数据传输的安全性能有了极大的提升。1970年美国开始在超市中推广使用UPC码1974年Interme公司推出的39码,将数字与字母相结合,成为第一个有字母数字式条形码,并被美国政府采纳将其应用于军用,再后来被广泛应用于工业领域。

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EAN码与UPC码

1977年欧洲共同体基于UPC-12码制作了EAN码,并为此成立了欧洲物品编码协会(EAN),并再后来发展成为国际物品编码协会(IAN)。随后在1978年,日本加入EAN。我国的条码技术起步较晚,在1988年底成立了中国物品编码中心,并在1991年代表中国加入IAN。

但随着时间的发展一维条码的弊端也逐渐暴露,携带的信息少,抗污染的能力差,这些缺点极大地限制了一维条码的发展。在20世纪80年代二维条码的出现给条码技术带来了前所未有的大发展,与一维条码相比,二维条码不仅有着储存容量大和保密能力强的优点,而且成本低廉,可靠性强。

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支付宝收款码

日本作为第一个加入接触条码技术的亚洲国家,应用和发展也是非常迅猛。1994年9月日本Denso公司提出一种新的码制,也就是其中矩阵式二维码中的Quick Response码,Quick Response具有快速反应的意义,简称QR码

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二维码

QR码有着超高速的识读能力,在同样的识读设备下,其他的二维条码一秒钟只能识读2-3个含有100个字符的二维条码符号,而QR码可以做到每秒可以识读30个含有100个字符。QR码在研发的时候日本Denso公司除了本土语言日语之外还充分考虑了QR码对汉字的存储能力,在相同的情况下储存一个汉字,PDF417码和Data Matrix码等其他类型的二维码需要16bit,而QR码只需要13bit,从空间的利用率上QR码比其他二维码提高了20%,也正是因为这么强大的全方位超高速识读能力和表示汉语、日语的能力因此在我国国内非常受欢迎,是我国国内使用最广泛的二维码。

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以QR码为例,QR 码有1到40一共40个版本,版本1包括21×21个模块,容量最大的版本40是由177×177个模块组成。一个QR码它最大能容纳7000多个数字字符,有 L,M,Q,H 四个等级的纠错能力,它还有独立定位的能力。

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QR 码

QR码是由黑白相间的图形排列组成的规则的正方形,它一共包括编码区域和功能图形区两大区域,编码区域负责编码主要的格式、版本、数据、纠错信息,是QR码符号的重点部分,功能图形区主要是用来定位图像、校正图像、寻找图像,目的是帮助QR条码的快速识读。在QR码的数据表示中用布尔值“1”表示深色的模块,用布尔值“0”来表示浅色模块,因此我们可以知道,不同的QR码就是通过不同的色块排列组合而成,由此我们可以知道排列组合数量是有限的,因此QR码的数量也是有限的,所以才会有人对二维码会不会被用完的疑问出现。

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QR码符号结构( 版本7 )

即使数量是有限的,也不用担心。要想用完这些QR码,还是有一定难度的。根据专业人士的统计数据,即便是最小格式21×21的QR码也可以有种不同的组合,这个数字共有75位,根据2016年的数据统计,我国的二维码每天扫码量达到15亿次,按照一天15亿来计算,用光所有版本1的QR码需要160万亿亿亿亿亿亿亿亿年,地球如今的寿命也只有46亿年而已。

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地球

已知地球的体积约为1.0832073×立方千米,也就是1.0832073×立方厘米,根据专业人员统计版本40的QR码的排列组合可以有种,如果在地球的每一立方厘米的空间都放上版本40的QR码的话,也就是说每一立方厘米里会有个版本40的QR码。也就是说,即使它是有限的,但是面对如此庞大的数字,你我有生之年是不可能被用完的。

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二维码示意

除了数量多到用不完之外,二维码可以回收的这一特点也让二维码使用的时间大大延长。我们知道生活中有动态二维码和静态二维码之分,动态二维码是不能重复使用的,使用过后自动释放资源,毕竟动态的二维码使用的频率比静态二维码多的多,在算法控制下的动态二维码,在同一时间不会出现相同的情况。我们现在的科学技术不断发展,很快也会有新的编码出现代替二维码,比如三维、四维,不等我们用完就会有新的技术出现,因此不用担心用完之后没得用的问题。

参考资料:

[1]燕雨薇,余粟.二维码技术及其应用综述[J].智能计算机与应用,2019,9(05):194-197.

[2]万浩. QR码识别算法研究[D].南京理工大学,2017.

[3]于英政. QR二维码相关技术的研究[D].北京交通大学,2014.

[4]余维克. QR码识别系统的设计与实现[D].湖南大学,2013.

[5]刘辉武. 基于Android的QR码识别及应用研究[D].吉林大学,2013.

[6]袁人杰. 二维QR码识别算法研究及在智能手机上的应用[D].南京理工大学,2012.

作者:新茶 交稿编辑:小宛

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