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什么都需要二维码,二维码是什么原理( 三 )

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生成二维码的过程就是将信息转换成二维码的过程，扫码的过程则是将二维码再转换成信息的过程，所以二维码本质上只是信息的一种展示形式而已 。二维码结构分析虽然二维码看起来是毫无规律的，但其实二维码的生成有着固定的格式 。大小二维码的大小存在 40 种版本（Version），从Version1（21x21的正方形）到Version40（177x177的正方形），每增加一个 Version，大小都会增加 4 。
版本越大二维码就会越大，随之所能表示的数据量也就越大 。结构二维码呈正方形，通常由黑白小方块组成，二维码的整体结构可以分为定位标记、功能区以及数据区三大部分：定位标记——在二维码的左上角、右上角、左下角有3个类似“回”字的方形图案，这3个图案是用于二维码的定位标记 。正因为有定位标记的存在，所以不管我们以什么角度扫描，二维码总是可以被准确的识别出来 。
二维码中还存在一些小一点“回”字，它们是用于校正定位的标记，并且只会在Version 2及以上版本的二维码中才会出现 。功能区——功能区分为两部分，即图中红色部分和紫色部分 。红色部分存放格式信息，用于表示该二维码的纠错级别（至于纠错级别是什么后面在解释），紫色部分存放版本信息，即该二维码的尺寸大小 。数据区——数据区指的是除去定位标记和功能区的其他部分（图中灰色部分），用于保存二维码实际所表示的信息的数据码以及用于纠错的纠错码 。
纠错级别二维码一般有一定的容错率，所以即使二维码被遮挡住一部分，仍然可以被扫描出来，原理就是在生成二维码的过程中对数据做了冗余处理，冗余程度越高容错率就越高（纠错级别越高），二维码能被遮挡的部分自然也就越多 。二维码的纠错级别从低到高分为L（7%）、M（15%）、Q（25%）、H（30%）4个等级，如果需要在二维码中间加logo，那么我们就应该生成H级别的二维码，但也并不是纠错级别越高越好，级别越高需要冗余的数据就越多，那么生成的二维码的复杂程度也就越高，实际使用过程中我们应该根据需求选择合适的纠错级别 。
编码模式我们都知道计算机只认二进制信息，所以我们需要把字符串中的数字、字母、汉字以及各种字符统一转换成由0和1组成的二进制数字串计算机才能识别，所以生成二维码的过程就是将字符串转换成二进制数字串的过程 。最后生成的二进制数字串对应到二维码上，0对应白色的小方块、1对应黑色小方块，按照8个一组依次填充到数据区就是一个完整的可以被识别的二维码了 。
根据源字符串类型，二维码主要支持4种标准化的编码模式，分别为数字编码、字符编码、字节编码以及日文编码，当然也支持其他一些特殊的字符集编码以及混合编码 。每种编码模式对应一个4位的二进制的编码模式指示符：下面以字符编码举个例子，现在有字符串“HELLO WORLD”1、模式指示符——根据查表可知HELLO WORLD需要使用字符编码模式，所以它的模式指示符为0010 。
2、字符计数指示符——表示源字符串的长度，字符计数指示符必须放在模式指示符之后 。字符计数指示符的计算依赖于二维码的版本以及编码模式：以版本1为例，字符编码需要9bits，HELLO WORLD长度为11，转为二进制为1011，不足9位，左边补5个0得到最终结果000001011，加上模式指示符目前我们得到的二进制数字串为0010 000001011 。
3、对原字符串编码，将HELLO WORLD两两分组得到(H,E)、 (L,L)、(O, )、(W,O)、(R,L)、(D)；根据索引表找到每个字符对应的值，得到(17,14)、 (21,21)、(24,36)、(32,24)、(27,21)、(13)；将每组数字先转成45进制、再将结果转成长度11的二进制串，长度不足的补0 。

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