二维码的生成细节和原理

维码图

Position Detection Pattern

首先，先把Position Detection图案画在三个角上。(无论Version如何，这个图案的尺寸就是这么大)

Alignment Pattern

然后，再把Alignment图案画上(无论Version如何，这个图案的尺寸就是这么大)

关于Alignment的位置，可以查看QR Code Spec的第81页的Table-E.1的定义表(下表是不完全表格)

下图是根据上述表格中的Version8的一个例子(6，24，42)

Timing Pattern

接下来是Timing Pattern的线(这个不用多说了)

Format Information

再接下来是Formation Information，下图中的蓝色部分。

Format Information是一个15个bits的信息，每一个bit的位置如下图所示：(注意图中的Dark Module，那是永远出现的)

这15个bits中包括：

5个数据bits：其中，2个bits用于表示使用什么样的Error Correction Level， 3个bits表示使用什么样的Mask

10个纠错bits。主要通过BCH Code来计算

然后15个bits还要与101010000010010做XOR操作。这样就保证不会因为我们选用了00的纠错级别和000的Mask，从而造成全部为白色，这会增加我们的扫描器的图像识别的困难。

下面是一个示例：

关于Error Correction Level如下表所示：

关于Mask图案如后面的Table 23所示。

Version Information

再接下来是Version Information(版本7以后需要这个编码)，下图中的蓝色部分。

Version Information一共是18个bits，其中包括6个bits的版本号以及12个bits的纠错码，下面是一个示例：

而其填充位置如下：

数据和数据纠错码

然后是填接我们的最终编码，最终编码的填充方式如下：从左下角开始沿着红线填我们的各个bits，1是黑色，0是白色。如果遇到了上面的非数据区，则绕开或跳过。

掩码图案

这样下来，我们的图就填好了，但是，也许那些点并不均衡，如果出现大面积的空白或黑块，会告诉我们扫描识别的困难。所以，我们还要做Masking操作(靠，还嫌不复杂)QR的Spec中说了，QR有8个Mask你可以使用，如下所示：其中，各个mask的公式在各个图下面。所谓mask，说白了，就是和上面生成的图做XOR操作。Mask只会和数据区进行XOR，不会影响功能区。(注：选择一个合适的Mask也是有算法的)

其Mask的标识码如下所示：(其中的i,j分别对应于上图的x,y)

下面是Mask后的一些样子，我们可以看到被某些Mask XOR了的数据变得比较零散了。

Mask过后的二维码就成最终的图了。

好了，大家可以去尝试去写一下QR的编码程序，当然，你可以用网上找个Reed Soloman的纠错算法的库，或是看看别人的源代码是怎么实现这个繁锁的编码。