如何画出一个二维码？
只知道一半二维码，如何还原其中的信息？
本文将对二维码的各个部分进行详细介绍。
坏掉的迷宫。
基本介绍
版本
二维码一共有40个版本，设版本为 V，则该二维码的尺寸为：$((V-1)*4+21)^2$
定位图案
-
Position Detection Pattern (标记二维码矩形大小)
-
Timing Patterns (扫描标准线)
-
Alignment Pattern (Version 2+)
功能性数据
-
Format Information (存放格式化数据)
-
Version Information (Version 7+): 预留2块3 x 6的区域存放版本信息
其他
-
Data Code (数据码)
-
Error Correction Code (纠错码)
数据编码
在此提到四种，其中的举例基于 Version1 - H
数字编码(Numeric mode)
0-9
每三位数字编码成 10/12/14 bits (根据二维码版本有所不同)，剩下的 1/2 位编为 4/7 bits。
-
举例：01234567
-
分组：012 345 67
-
转码：0000001100 0101011001 1000011
-
将数字总数转为二进制： 8 -> 0000001000
-
将数字编码的标志 0001 和数字总数加到前面：
0001 0000001000 0000001100 0101011001 1000011
-
字符编码(Alphanumeric mode)
0-9,A-Z, $%*+-./:
每两位字符转成下图中对应进制，再编码为 9/11/13 bits，剩下的 1 位编为 6bits。(SP 指空格)
- 举例：AC-42
- (10,12) (41,4) (2)
- 10*45+12->00111001110 41*45+4->11100111001 2->000010
- 同上
- 同上：0010 000000101 00111001110 11100111001 000010
字节编码(Byte mode)
可以是 0-255 的 ISO-8859-1 字符，或其他如 UTF-8。
双字节编码/(Kanji mode)
日文、中文都可用之。
日文和汉字的编码会减去一个值。如：在0x8140 - 0x9FFC 中的字符会减去 0x8140，在 0xE040 - 0xEBBF中的字符要减去 0xC140。然后把结果前 2 个 bits 乘以 0xC0，再加上后 2 个 bits，最后转成13bits 的编码。如下图示例：
附：格式编号、位数规范
中文的编号是 1101
结束符和补齐码
结束符
在最后加上 0000。然后添 0 至 8n bits，按每 8 bits 分组，命名为 codeword
补齐码
若仍未达到最大 bits 数限制,重复这 2 个 bytes: 11101100 00010001
纠错码
实现方式
里德-所罗门纠错算法
Wiki: Reed-Solomon error correction or here(Chinese)
纠错级别
| L水平 | 7%的字码可被修正 |
|---|---|
| M水平 | 15%的字码可被修正 |
| Q水平 | 25%的字码可被修正 |
| H水平 | 30%的字码可被修正 |
分组编码方式
不同 Version 与 纠错级别 的表格参见 Error_crrection_table，这里拿 Version 5 + Q 来举例。
排列好以后，进行穿插放置：
对于数据码，把每个块的第 1 个 codewords 按顺序排列好，以此类推。以下是部分举例：
| 块 1 | 67 | 85 | 70 | 134 | 87 | 38 | 85 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 块 2 | 246 | 246 | 66 | 7 | 118 | 134 | 242 |
| 块 3 | 182 | 230 | 247 | 119 | 50 | 7 | 118 |
| 块 4 | 70 | 247 | 118 | 86 | 194 | 6 | 151 |
对于纠错码也一样。
然后，再把这两组放在一起（纠错码放在数据码之后）得到：
67, 246, 182, 70, 85, 246, 230, 247, 70, 66, 247, 118, 134, 7, 119, 86, 87, 118, 50, 194, 38, 134, 7, 6, 85, 242, 118, 151, 194, 7, 134, 50, 119, 38, 87, 16, 50, 86, 38, 236, 6, 22, 82, 17, 18, 198, 6, 236, 6, 199, 134, 17, 103, 146, 151, 236, 38, 6, 50, 17, 7, 236, 213, 87, 148, 235, 199, 204, 116, 159, 11, 96, 177, 5, 45, 60, 212, 173, 115, 202, 76, 24, 247, 182, 133, 147, 241, 124, 75, 59, 223, 157, 242, 33, 229, 200, 238, 106, 248, 134, 76, 40, 154, 27, 195, 255, 117, 129, 230, 172, 154, 209, 189, 82, 111, 17, 10, 2, 86, 163, 108, 131, 161, 163, 240, 32, 111, 120, 192, 178, 39, 133, 141, 236
这就是数据区。
对于某些Version，不够长度时最后再加上 Remainder Bits，加 0 即可。
画图
Position Detection Pattern
Alignment Pattern (Version 2+)
关于 Alignment 的位置，可自查。下面是不完全表格：
例如：
Timing Pattern
Format Information
图 1 中蓝色部分即为 Format Information ，它是一个 15 bits 的信息，每一个 bit 的位置如下图 2 所示：（注意图中的 Dark Module，那是永远出现的）
- 5 Data bits: 2 bits for Error Correction Level, 3 bits for Mask
- 10 BCH bits
这 15 bits 还要 XOR 101010000010010 。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：
Error Correction Level, Mask 编码：format-version-tables
Version Information (Version 7+)
图 1 中蓝色部分即为 Version Information ，它是一个 18 bits 的信息，每一个 bit 的位置如下图 2 所示：
- 6 Version bits
- 12 BCH bits
下面是一个示例：
数据和数据纠错码
最终编码的填充方式如下：从右下角开始沿红线填写 bits，1是黑色，0是白色。如果遇到了上面的非数据区，则跳过。
而 Mask 为了均衡图像，减少识别困难而产生，即和上图的数据区做 XOR 操作。
举例：
例题
BUUOJ - Misc - Beautiful_Side，或者 SECCON 2014 - qr_easy
自(手)动补全工具：qrazybox
