二維碼的生成細節和原理

維碼圖

Position Detection Pattern

首先，先把Position Detection圖案畫在三個角上。(無論Version如何，這個圖案的尺寸就是這么大)

Alignment Pattern

然后，再把Alignment圖案畫上(無論Version如何，這個圖案的尺寸就是這么大)

關于Alignment的位置，可以查看QR Code Spec的第81頁的Table-E.1的定義表(下表是不完全表格)

下圖是根據上述表格中的Version8的一個例子(6，24，42)

Timing Pattern

接下來是Timing Pattern的線(這個不用多說了)

Format Information

再接下來是Formation Information，下圖中的藍色部分。

Format Information是一個15個bits的信息，每一個bit的位置如下圖所示：(注意圖中的Dark Module，那是永遠出現的)

這15個bits中包括：

5個數據bits：其中，2個bits用于表示使用什么樣的Error Correction Level， 3個bits表示使用什么樣的Mask

10個糾錯bits。主要通過BCH Code來計算

然后15個bits還要與101010000010010做XOR操作。這樣就保證不會因為我們選用了00的糾錯級別和000的Mask，從而造成全部為白色，這會增加我們的掃描器的圖像識別的困難。

下面是一個示例：

關于Error Correction Level如下表所示：

關于Mask圖案如后面的Table 23所示。

Version Information

再接下來是Version Information(版本7以后需要這個編碼)，下圖中的藍色部分。

Version Information一共是18個bits，其中包括6個bits的版本號以及12個bits的糾錯碼，下面是一個示例：

而其填充位置如下：

數據和數據糾錯碼

然后是填接我們的最終編碼，最終編碼的填充方式如下：從左下角開始沿著紅線填我們的各個bits，1是黑色，0是白色。如果遇到了上面的非數據區，則繞開或跳過。

掩碼圖案

這樣下來，我們的圖就填好了，但是，也許那些點并不均衡，如果出現大面積的空白或黑塊，會告訴我們掃描識別的困難。所以，我們還要做Masking操作(靠，還嫌不復雜)QR的Spec中說了，QR有8個Mask你可以使用，如下所示：其中，各個mask的公式在各個圖下面。所謂mask，說白了，就是和上面生成的圖做XOR操作。Mask只會和數據區進行XOR，不會影響功能區。(注：選擇一個合適的Mask也是有算法的)

其Mask的標識碼如下所示：(其中的i,j分別對應于上圖的x,y)

下面是Mask后的一些樣子，我們可以看到被某些Mask XOR了的數據變得比較零散了。

Mask過后的二維碼就成最終的圖了。

好了，大家可以去嘗試去寫一下QR的編碼程序，當然，你可以用網上找個Reed Soloman的糾錯算法的庫，或是看看別人的源代碼是怎么實現這個繁鎖的編碼。