Почему QR-код выглядит именно так и как он вообще работает

28 апреля 2025 Вплотную люди столкнулись с QR-кодами в период пандемии. Они стали тогда ключиками для приобщения к элементарным благам человечества, некой волшебной палочкой, позволяющей относительно свободно передвигаться в городском пространстве. Те времена стали уже забываться, но только не этот инструмент. Теперь он встречается на большинстве продуктов, различных билетах, на выставках у подножия экспонатов, в транспорте, на рекламных баннерах и т.д.

Для чего нужен QR-код сегодня, как устроен и можно ли сгенерировать его самостоятельно – актуальные вопросы, которые мы затронем в нашей статье.

Что значит QR

Как всегда, мы обращаемся за расшифровкой аббревиатуры к английскому языку. Quick Response означает в переводе на русский язык «быстрый отклик». Именно эта фраза характеризует основную суть OR-кода –предоставление оперативного доступа к необходимым сведениям. Code представляет собой двухмерный штрихкод (прочитывается вертикально, горизонтально), который без труда считывается различными устройствам, сохраняет определенные данные в виде набора пикселей в квадратном графическом изображении. При этом QR-код выглядит как узор в черно-белых тонах.

Как появились QR-коды

Почему QR-коды получили такое распространение? Потому что они позволяют зашифровать значительный объем информации. Но так было не сразу.

В 60-х годах прошлого века Япония начала испытывать подъем экономического роста, это стало причиной появления супермаркетов с огромным ассортиментом продукции. Сотрудники торговых площадок вручную вбивали цены в кассовые аппараты. В результате такой работы у них начали появляться проблемы с запястьями. Вот тогда был разработан «прадедушка» современного штихкода, который укладывал в себя не больше 20 символов.

В 90-х годах дочерняя компания бренда Toyota, занимавшаяся созданием считывателей штрихкодов, задалась целью создать новые варианты кодов, способных вместить намного больше сведений. Разработчики использовали угловые метки для ускоренного прочтения, проанализировали бело-черное соотношение в печатной продукции, выбрали самое нераспространенную вариацию, которая хорошо бы считывалась под разным ракурсом.

В 94-ом году стране был представлен QR-код, способный хранить в зашифрованном виде до 7 000 знаков, считываться в 10 раз быстрее предшественника. Новшество стало использоваться в автомобильной промышленности, заметно упрощая задачи управления.

Компания предложила использовать свою разработку всем желающим. В начале этого века Международная организация по стандартизации включила куар-код в перечень соответствующих стандартов шифрования.

Image by freepik

Где используются QR-коды

С учетом области применения различаются два варианта QR-кода:

Статический, содержащий информацию, которую нельзя будет отредактировать после генерации кода. Он применим для индивидуального использования (идентификация работника, настройка Wi-Fi);
Динамический, позволяющий вносить в заложенную информацию изменения. Такой вариант QR-кода подходит маркетинговых задач, ведения бизнеса.

Предпринимательство, некоммерческие структуры, простые пользователи могут использовать куар-коды для решения определенных задач:

Создание цифровых визиток. После считывания штриха люди получают возможность ознакомиться с содержанием визитки, содержащей гораздо больше материала, чем бумажная «коллега», включая линки на социальные сети, сведения о здоровье, контакты и т.д. такой продукт можно сделать самостоятельно или заказать услугу в соответствующей компании;
Бизнес-страница. Открыв ее потребитель может ознакомиться с графиком работы фирмы, посмотреть, где находятся филиалы;
Рекламные кампании, акции. Квадраты с линками на ресурс компании, скидками размещают на баннерах, уличных рекламных пространствах;
Проведение платежей. Посредством штрихкода бизнес предоставляет покупателям быструю, удобную бесконтактную оплату;
Способ предоставления информации. Суть QR-кода в данном случае заключается в предоставлении, при поддержке PDF, доступа к объемным статьям по статистике, изысканиям, руководствам;
Обратная связь. Для того чтобы оставить отзыв, написать на email люди могут сканировать предложенный штрихкод, а в совокупи с SMS-поддержкой – отправить сообщение на номер телефона организации без использования Internet;
Поддержание с помощью QR-кода функции идентификации. Такой подход используется при необходимости ограничивать права сотрудников на вход в некоторые помещения организации.
Утилитарные задачи. Замена обыкновенного пригласительного, входного билета на code.

Как устроен QR-код

Основная часть куар-кода состоит из матрицы, включающей в себя черные, белые модули, сохраняющей зашифрованные сведения. Другие имеющиеся элементы имеют вспомогательные функции. QR-код с их помощью определяется, корректно считывается сканером. Вся структура имеет ряд компонентов. О них ниже.

Отступ

Так называются белые границы по краям кодов. Без этой рамки сканер не в состоянии определять, что именно необходимо считать – ему помешают близлежащие элементы.

Поисковые узоры

Чаще всего QR-код выглядит как сочетание 3 черных квадратиков, размещающихся слева в верхней и нижней угловой части поля, а также правом верхнем углу. Их роль – сообщить сканеру, что он имеет дело со штрихкодом, указать, где проходят его внешние границы.

Выравнивающие узоры

Это небольшие квадратики, располагаемый в районе нижнего правого угла или по всему пространству. Они дают возможность читать штрихи в любом положении, даже перевернутом. Количество таких элементов обусловливается версией кода.

Полосы синхронизации

Полосы выглядят как Г-образная пунктирная линия, проходящая между элементами поискового узора. Она служит для того, чтобы помочь сканеру узнавать отдельные квадратики, позволяет работать даже с искаженным материалом. Полоса позволяет считывающему устройству точно определяться с размерами ячеек данных.

Данные о версии

На сегодняшний день насчитывается около 40 версий, информация о применяемом варианте указывает на параметры хранящихся данных. При проведении сканирования считывающее устройство для начала определяет версию, чтобы далее корректно воспринимать местоположение, количество пикселей.

Данные о формате

Представляют собой горизонтальные, вертикальные линии, содержащие сведения о степени коррекции ошибок. Они располагаются по периметру поискового узора, находящегося слева наверху и по краям таких же элементов, но в районе правого верхнего, левого нижнего угла.

Ячейки данных

Это оставшаяся часть, содержимое которой – непосредственно сама информация (контакты, ссылки).

Image by juicy_fish on Freepik

Принцип работы QR-коды

Функции QR-кода – шифрование, сохранение неких объемов сведений для дальнейшего использования. Действующие на сегодняшний день алгоритмы выполняют все необходимые операции за доли секунды:

Захват графической картинки. Камера смартфона фиксирует изображение. Важную роль играет степень отчетливости снимка, равномерность освещения. Это поможет исключить появление бликов, размытости очертаний;
Установление границ, ориентиров. Сканер «нащупывает» поисковые узоры, позволяющие определиться с границами, сориентироваться;
Изучение версии, формата. Здесь анализируются параметры матрицы, имеющуюся маску шаблонов, возможности по исправлению ошибок;
Исправление геометрических погрешностей. В этом процессе задействованы выравнивающие узоры, синхронизирующие полосы. Они обеспечивают правильность отображение элементов, устраняют различные искажения. Это играет существенную роль, если сканирование проводилось под углом или поверхность была неидеально ровной;
Ликвидация маски. Алгоритмы проводят анализ маски шаблона, основываясь на данных о формате, и удаляет ее. Это способствует восстановлению изначального распределения модулей, обеспечивает корректное толкование закодированной инфы;
Декодировка. Сканирующее устройство проводит считывание по определенному алгоритму, делает обработку. Подключается система корректировки погрешностей, которая исправляет имеющиеся повреждения. В итоге программа устанавливает первоначальную последовательность битов для последующего применения;
Получение конечного формата. Он может выглядеть как URL, обыкновенный текст.

Как происходит шифрование для QR-кодов

Рассмотрим, как происходит кодирование информации. Весь процесс происходит в несколько этапов:

Анализирование. Специальное ПО проводит анализ вводимой информации, определяет подходящий способ шифрования;
Преобразование в двоичный код. Информация автоматически преобразуется в определенную последовательность единичек и нулей. Получившаяся двоичный результат будет являться основой для двухмерного штрихкода.
Дополнение служебной информацией. Происходит добавление программой различных технических сведений, необходимых для корректного выполнения своей функции QR-кодом (объем закодированного, тип кодирования и т.д.);
Дробление на блоки. Является мерой для более надежного хранения инфы. Она делится на небольшие части. К каждой из них добавляют коды коррекции ошибок. Это способствует восстановлению материала при некотором повреждении основного куара;
Создание кодов коррекции. Дополнительно генерируются байты данных с целью восстановления закодированного массива при возможных проблемах;
Формирование матрицы. Речь идет о создании квадратной сетки, в которой каждая клетка должна быть черной или белой. В созданную матрицу, согласно определенному порядку, вносятся сведения, служебные элементы;
Использование маски. Ее суть в QR-коде – специальный шаблон, наложенный на матрицу, влияет на распределение черно-белых элементов. Это позволяет повысить контрастность изображения, облегчает сканирование посредством смартфона;
Добавление различного назначения узоров. Благодаря им сканер может определить положение, размер всех имеющихся элементов.

Какими бывают QR-коды

Можно выделить несколько типов:

Цифровой. Стандарт этого типа подразумевает использование десятичных цифр. Это тот вариант, который применялся на производстве автомобилей;
Буквенно-цифровой. Применяются не только цифры, но и латиница, состоящая из заглавных букв, и символы (например, $, *, &);
Кандзи. Применяется для работы с иероглифами. В связи со сложностью записи такой тип вмещает в себя не более 1817 знаков;
Двоичный. Служит в основном для взаимного обмена информацией между цифровыми машинами. Для пользователей чаще всего бесполезен.

IT-индустрия знает и другие разновидности штихкодов, действующих по общему принципу, но выглядящие по другому. Молочные продукты в РФ, например, маркируют согласно формату DataMatrix. Это означает, QR-код создается в 2 раза меньше своих «собратьев», поэтому может поместиться на небольших по площади поверхностях, считываться при 30% повреждений.

Преимущества использования QR-кода

Почему QR-код «прижился» в современной жизни:

Прост в использовании, можно делать сканирование с помощью мобильного телефона;
Возможность проведения платежей, бесконтактно, без использования терминалов;
Получение «плюшек» от маркетинговых акций (купоны, анонсы конкурсов);
Использование в цифровых меню ресторанов, кафе, в перечне услуг крупных организаций. Это как вариант экономии на бумажных носителях;
Простота печати, большие возможности размещения. Не требуется цветная печать. Возможность сканировать двухмерный штрих под разными углами предоставляют возможность размещать его на любых поверхностях.

Способы создания QR-кода

При необходимости создать собственный продукт следует обратиться к специализированным сервисам, но помнить, некоторые из них оказывают услуги платно. Обычно специалисты рекомендуют QRCode Generator. Он позволяет создавать простой продукт, загружать его как SVG-, JPS-форматы. Основные опции на платформе бесплатные, но для более сложной работы нужно будет зарегистрироваться и сделать оплату.

Можно воспользоваться бесплатным приложением QRCode Monkey. Многие пользователи ценят его за наличие расширения под обозревателей на основе Гугл Хром. Для работы с ПО необходимо пройти регистрацию.

Заключение

В своей статье мы постарались ответить на вопрос, почему QR-код полезен для современного бизнеса и большинству потребителей. Основные плюсы – оперативность, легкость в получении необходимой информации. Нельзя забывать об экономии денег на печатную рекламную продукцию. Минус один – не полный охват потребительской аудитории, осталась еще часть пользователей, которые не могут, не готовы пользоваться таким предложением.

Автор: Евробайт