你每天都在扫的二维码，背后藏着怎样的编码逻辑？

二维码背后的编码逻辑是一套精密而优雅的工程系统，它将文本、链接等信息转化为机器可读的黑白矩阵。以下是其核心逻辑的拆解：

定位图案（回字形角标）

• 三个角落的“回”字形方块，用于确定二维码方向、角度和大小。
• 无论手机如何倾斜，扫描器都能通过这三个点重建坐标系。

对齐图案（小方块阵列）

• 大型二维码（Version 2以上）内部的小型定位点，防止图像畸变导致误读。

时序线（黑白相间的虚线）

• 横纵贯穿的棋盘格线条，辅助扫描器确定模块坐标（1:1比例）。

选择编码模式（4种类型）
| 模式 | 前缀码 | 适用场景 | |--------------|--------|-----------------------| | 数字模式 | 0001 | 纯数字（0-9） | | 字母数字模式 | 0010 | 数字+大写字母+$%*等符号 | | 字节模式 | 0100 | 二进制数据（如链接） | | 汉字模式 | 1000 | 日文/中文（Shift JIS）|

示例：数字"12345" → 模式前缀"0001" + 长度"000001101"（13的二进制）+ 数据"12345"按3位分组转二进制。

数据分块与容错

• 添加结束符"0000"，并填充数据至二维码容量上限。
• 通过Reed-Solomon纠错码生成冗余数据（类似文件备份），即使部分损坏仍可复原。

• 8种预设的掩码图案（如棋盘格、对角线等），用异或运算（XOR）对原始数据做变换。
• 选择标准：避开大面积连续色块，惩罚相邻同色块，最终选用"惩罚分"最低的掩码。

• 格式信息（掩码类型+纠错等级）：重复分布在定位图案周围。
• 版本信息（Version 7+）：记录二维码尺寸（如40×40模块）。

纠错等级决定数据冗余度： | 等级 | 冗余比例 | 应用场景 | |--------|----------|-----------------------| | L（低）| 7% | 简单印刷品 | | M（中）| 15% | 通用场景（最常用） | | Q（高）| 25% | 易损环境（如商品标签）| | H（极高）| 30% | 极端损坏（如艺术二维码）|

案例：一个30%破损的二维码，只要纠错等级≥H，信息仍可完整恢复。

• 最小单元非"点"而是"模块"：每个黑白方块是基本单位，手机需识别至少2×2模块才能解码。
• 容量极限：Version 40（177×177模块）最高可存2953字节或1817个汉字。
• 颜色反转仍有效：因扫描器识别对比度而非颜色（白底黑块↔黑底白块均可）。
• 动态二维码原理：短链接跳转+云端后台更新目标地址（二维码本身不变）。

下次扫描二维码时，你看到的不仅是黑白方块，而是一座承载信息、纠错与空间优化的微型数据堡垒。从商品溯源到支付系统，这套诞生于1994年的技术（日本Denso Wave发明），至今仍在重塑人机交互的边界。