用肉眼识别二维码，总共分几步？

此稿件为参加萌虎招新的参赛稿件，视频投稿活动正在进行中，详情请戳 萌虎招新。

你再熟悉不过的二维码，其实只是众多二维码的一种。

其中，这些不太常见的行排式二维码，其实就是一维码的堆叠。所以他们与一维码的读取设备兼容。你甚至可以在你的登机牌上找到这种四一七条码。早在2005年，它就被国际航协确立为登机牌的标准二维码。这里储存了你登机牌上的各种信息，有时这种信息量较大的二维条形码就会泄露你的隐私。所以当你在社交网站po出机票时，一定要把这里打码。

而我们最熟悉的这种二维码，叫做QR码，这个名字源自发明者希望其内容可以被快速解码。是的，我们的设备能够很容易识别这种看似无意义的黑白块，但是，如果不借助机器，我们该如何读懂它呢？

首先，我们用积木拼出一个21*21的二维码。这三个标志性的回字形方块，叫做寻像图形，用于帮助读取设备定位到二维码。这两条连接三个寻像图形的黑白相间的线，叫做定位图形，用于确定二维码的密度和版本，辅助二维码的定位。在更高版本的二维码中，你还可以看到和寻像图形相似但尺寸较小的回字形图案，被称为矫正图形，也用于辅助定位。这些地方，都是二维码的固定区域，并不用于存放数据。

而我们需要阅读的，就是剩下的黑白块。首先你要明白，在二维码中，一个黑色方块代表二进制中的“1”，白色代表“0”，所以二维码阅读的结果，就是一串二进制编码。

这里，紧邻着分隔符的地方，储存着二维码的格式信息。前5位记录使用的纠错等级和掩码类型，后10位是对格式信息本身的错误校验。这15位格式信息对于机器读懂二维码来说非常重要，所以在二维码里出现了两次。我们想要读懂二维码，可以先不用管他们，直接像涂答题卡一样，从最右下角开始，按照之字形阅读。

首先，最开头的四个格子，告诉我们，这个二维码的信息是如何被编码的。简单来说，它就是告诉我们，需要每次读几个格子来确定一个字符。例如，这个二维码前4个格子的信息是：0100它采用的就是8位字节模式。这个模式，意味着我们接下来要每8个格子读一次，也就是一个字节。

我们接着读8个格子，它告诉我们，这个二维码储存了多长的信息。00000011，转化成十进制就是，3。所以这个二维码，是一个储存了三个字节信息的二维码。

接下来是正文了，每8位读一次，读3个字节，就可以得到三组二进制编码。紧接着是一个0000的终止符，像是一个句号。剩下的部分，主要是利用里德所罗门算法生成的纠错码。它的存在，使得二维码即使破损、脏污，也有可能被识别。

可是，这三组毫无意义的二进制编码，肯定不是我们想要的答案。如何把他翻译成数字、字母甚至汉字呢？这就需要一本字典。计算机世界中，有一本世界字典，叫做Unicode。它包含了世界上154种语言，总共143859个字符。它为世界上几乎所有字符都分配了一个唯一的编号。以汉字“猫”为例，它在Unicode里的十六进制代码就是，U+732B。

但是，想要把一串二进制和Unicode里的字符做一个对应，还需要一样东西，叫做编码方式。

这些是Unicode可以使用的编码方式，他们可以告诉计算机，你想要表达的是哪个字符。Unicode使用十六进制来给字符编号，所以我们需要把我们读出来的二进制，转化成十六进制，去这本字典里查找，结果是，大写的W、大写的O和大写的E。

这个二维码，你就读完了。

但先不要高兴太早，你平时能够见到的二维码，其实并不能直接阅读。因为他们都是经过加工的。在这个二维码中，其实有很多连续的黑块、白块。这其实并不利于机器有效的识别。所以，二维码在生成的时候，就需要用掩码，来打散这些黑白块。

如何打散呢？我们将掩码，放到这个原始的二维码上。当上下两个方格信息相同，结果就是0。信息不同，结果就是1。于是，一个二维码，就加工好了。两位比较，相同取0，不同取1。这个运算过程，就叫做“异或运算”。

二维码总共有8种掩码可以使用，8种掩码会生成8个结果，计算机会对每种结果进行评估，选择最有利于识别的一个，生成二维码。

面对一个加工后的二维码，你首先需要破解出二维码使用的是哪一种掩码，并将其复原。听起来很难对吧？好在异或运算是可逆的，你再用掩码运算一次，可读的二维码就显示出来了。还记得这个非常重要的格式信息吗？把他和10101异或运算后，它就能告诉我们使用的到底是哪款掩码。

所以，拿到一个二维码，通过格式信息知道它所用的掩码，再用掩码异或运算，得出可读的二维码。再按照之字形读4格，知道二维码的数据类型，以及每次需要读几位；再读长度信息，知道字符长度，也就是需要读几次；最后将读出来的二进制数据，用对应的编码方式，去对应的字典里找。一个看似毫无意义的二维码，就被你读懂了。

实际上，二维码早在1994年就已经发明了。发明者原昌宏，想要让当时超市里通用的条形码能够储存更多信息。当QR码发明后，他所在的公司表示，QR码完全公开，让它能够成为人人都能自由使用的编码。20年后，借助着智能手机的发展，QR码已经无处不在了。未来会不会出现三维码？会不会出现更优的编码形式呢？值得期待。