二维码的工作原理

严伯钧

二维码现在存在于我们生活中的方方面面，微信和QQ加好友可以扫二维码，收付款可以用二维码，取电影票可以用二维码。但你知道二维码的原理是什么吗？为什么二维码只有三个角有小方块，而不是四个角都有小方块呢？当然，现在的二维码形态多种多样，未必都是方形，也有圆形的二维码，但它只要是二维的，其工作原理都是类似的。

其实不管是二维码，还是超市里商品上的条形码，它们的工作原理都跟你考试填的答题卡是类似的。电脑能够理解的信号都是二进制信号，也就是电脑只认识0和1两个信号。但是现实生活中的信息多种多样，我们要怎样让电脑只通过二进制信号，就能处理那么复杂的信息呢？这里就涉及二进制信号和其他信号的转换问题。首先要理解二进制，二进制就是“逢2进1”。譬如1+1=2，但是在二进制的情况下，2是不存在的，碰到2，就要进一位，这就好像我们平时用的数学是十进制，9加1就要进一位变成10，而二进制中，满2就要进一位，2用二进制信号表示就是“10”。记住，这里的“10”不是“十”，而是“1”和“0”，那么3等于2+1，其实就是“10”+“1”就等于1 1。同样地，这里的“1 1”不是“十一”，而是“1”和“1”。再进一步，4要怎么用二進制表示呢？4=3+1，那就是“1 1”+1等于“1”和“2”，对吧？但是2在二进制的情况下又是“10”，所以4就是“20”，但是2用二进制表示又是“10”，所以4用二进制表示就是“100”，它不是“一百”，而是“1”和“0”和“0”。用这样一套方法，我们就可以把各种各样复杂的信号转换为二进制信号，让电脑读懂，并进行处理。

二维码其实就是把0和1的信号变成了小方格。在一个二维码当中，黑色的小方格代表1，白色的小方格代表0，手机一扫就知道一个二维码里面的0跟1是怎么排列的了，二维码本质上就是给你手机里的计算芯片一串0和1的信号，手机接收到信号以后就开始运算了。

二维码里有三个小方块是分布在三个角上的，这是帮助二维码进行定位的，不管你的手机是横着扫、竖着扫，还是斜着扫，它都知道二维码应该从哪个方向开始读。四个方块反而不行，因为这样的话，手机无法辨认出这个二维码从什么位置开始才是第一行。

其实在二维码出现之前，我们常用的是条形码，条形码传递信息的原理跟二维码是一样的，那为什么不直接用条形码而要更多地使用二维码呢？因为条形码的信息量有限，它只有一行，但是二维码有很多行，所以二维码传递的信息量更大。手机普及以后，网络世界的信息越来越丰富，我们的手机要处理的网络信息也越来越复杂，能够传递更大信息量的二维码，会更加贴合我们的数据需求，于是二维码就变得越来越主流了。