常見(jiàn)的二維碼為QR Code，QR全稱Quick Response，是一個(gè)近幾年來(lái)移動(dòng)設(shè)備上超流行的一種編碼方式，它比傳統(tǒng)的Bar Code條形碼能存更多的信息，也能表示更多的數(shù)據(jù)類型。二維條碼/二維碼(2-dimensional bar code)是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面(二維方向上)分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的;在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來(lái)表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過(guò)圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動(dòng)識(shí)讀以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)處理：它具有條碼技術(shù)的一些共性：每種碼制有其特定的字符集;每個(gè)字符占有一定的寬度;具有一定的校驗(yàn)功能等。同時(shí)還具有對(duì)不同行的信息自動(dòng)識(shí)別功能、及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化點(diǎn)。

使用支付寶付款、微信加好友時(shí)、掃碼騎共享單車時(shí)，我們都會(huì)使用二維碼。這一張張小小的二維碼圖形，已經(jīng)占據(jù)了我們的日常生活。全世界幾十億人，每人每天都會(huì)消耗無(wú)數(shù)二維碼，日積月累，二維碼會(huì)消耗光嗎?答案是會(huì)也不會(huì)，但具體為什么，我們后面會(huì)給出答案，現(xiàn)在先聊聊二維碼背后的故事。

二維碼也被稱為二維條碼，是指在一維條碼的基礎(chǔ)上擴(kuò)展出另一維具有可讀性的條碼，使用黑白矩形圖案表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)，被設(shè)備掃描后可獲取其中所包含的信息。也就是說(shuō)，二維條碼是通過(guò)一維條碼擴(kuò)展得到的。一維條碼，就是我們常說(shuō)的條形碼，在各種商品包裝上很常見(jiàn)。比如肥宅快樂(lè)水的易拉罐上，那些寬窄不一的條紋就是條形碼。

條形碼背后的故事

條形碼是70年前美國(guó)新澤西州的一個(gè)年輕人發(fā)明的，這個(gè)年輕人叫諾曼·伍德蘭德(Norman Joseph Woodland，1921年9月6日-2012年12月9日)，1948年，他和另一位聯(lián)合發(fā)明人伯納德·西爾弗(Bernard Silver)聯(lián)合開(kāi)發(fā)了條碼技術(shù)，并于1949年申請(qǐng)專利。

發(fā)明這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，兩人還是美國(guó)費(fèi)城卓克索理工學(xué)院(the Drexel Institute of Technology)的研究生，如今這所學(xué)校已更名為卓克索大學(xué)( Drexel University)。1948年，當(dāng)?shù)匾患页械闹鞴茉L問(wèn)學(xué)校，請(qǐng)求院長(zhǎng)開(kāi)發(fā)一種有效的產(chǎn)品數(shù)據(jù)編碼方法，院長(zhǎng)并不重視他的請(qǐng)求，但是聽(tīng)到談話的研究生伯納德·西爾弗對(duì)此很感興趣，并找來(lái)諾曼·伍德蘭德一起研究。

他們的研究幾經(jīng)失敗，伍德蘭德為了繼續(xù)研究，從研究生院退學(xué)回到邁阿密海灘邊的祖父母家，終日思考解決辦法。他想要用類似摩斯碼的點(diǎn)劃組合來(lái)實(shí)現(xiàn)編碼，但卻不知道怎么使之圖形化。一次在海灘上無(wú)聊畫圈時(shí)，伍德蘭德靈光乍現(xiàn)，想出了環(huán)形條碼的解決方案。

但由于當(dāng)時(shí)的掃描技術(shù)欠佳，諾曼·伍德蘭德和伯納德·西爾弗的發(fā)明基本沒(méi)有人用，最終，兩人以15000美元的價(jià)格將專利賣給飛歌(Philco)公司，這是他們從發(fā)明中獲得的全部收益。

1970年夏天，應(yīng)國(guó)家食物連鎖協(xié)會(huì)要求，Logicon公司開(kāi)發(fā)出了食品工業(yè)統(tǒng)一碼(Universal Grocery Products Identification Code，UGPIC)，依據(jù)的是IBM喬治·J·勞雷爾(George J. Laurer)的設(shè)計(jì)方案。這個(gè)方案的靈感就來(lái)自伍德蘭德，伍德蘭德也參與了條碼的改進(jìn)。

很快，美國(guó)超市Ad Hoc組織在Logicon公司的建議下制造了UPC碼(Universal Product Code)。美國(guó)均勻碼理事會(huì)在1973年建立了UPC碼系統(tǒng)，并且實(shí)現(xiàn)了該碼制標(biāo)準(zhǔn)化。

1974年6月26日上午8:01，俄亥俄州特洛伊市的一家Marsh超市第一次使用這種條形碼，一盒10條裝的箭牌口香糖成為第一個(gè)使用條形碼的商品。今天，華盛頓史密森尼美國(guó)國(guó)家歷史博物館，還放著一包已有37年歷史的箭牌口香糖，作為博物館的永久館藏。

1992年，諾曼·伍德蘭德獲得美國(guó)國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)，這是美國(guó)為技術(shù)成就頒發(fā)的最高獎(jiǎng)項(xiàng)，由美國(guó)總統(tǒng)授予國(guó)內(nèi)杰出創(chuàng)新者。2011年，他被選入美國(guó)國(guó)家發(fā)明家名人堂，已于1963年去世的西爾弗被一同追授。2012年12月9日，諾曼·伍德蘭德因阿茲海默癥和衰老在家中離世，享年91歲。

今天，全世界每天要掃描50多億次條形碼，用于跟蹤圖書館中的書籍、醫(yī)院的病人、便利超市的商品等物品，條形碼在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。

二維碼是這樣誕生的

我們?nèi)缃袷褂玫亩S碼，則是在一維條碼，也就是條形碼的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。一維條碼的容量有限，它的寬度記載著數(shù)據(jù)，長(zhǎng)度卻沒(méi)有，一條一維條碼只能容納20個(gè)英文數(shù)字，極大地限制了信息的存儲(chǔ)量。為了記載更復(fù)雜的數(shù)據(jù)，如圖片鏈接、網(wǎng)絡(luò)鏈接等，人們?cè)谝痪S碼的基礎(chǔ)上縱向拓展出另一個(gè)維度，發(fā)明了二維碼。

二維碼的種類有很多，我們常說(shuō)的二維碼往往指的是QR圖碼(全稱為快速響應(yīng)矩陣圖碼;英語(yǔ)：Quick Response Code)，它的發(fā)明者是一個(gè)日本人，來(lái)自日本DENSO WAVE公司的發(fā)明家原昌宏Masahiro Hara，DENSO WAVE是全球第一大汽車零件供應(yīng)商電裝(DENSO)公司旗下的子公司。

1980年代，條形碼已經(jīng)在制造、零售等行業(yè)廣泛使用，“1990年代，由于生產(chǎn)方式從批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)向更靈活的生產(chǎn)，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需要更詳細(xì)的生產(chǎn)控制，因此，需要開(kāi)發(fā)出容量更大的條形碼”原昌宏后來(lái)回憶。

由于條形碼容量的限制，工廠只能同時(shí)使用多個(gè)條形碼，工人每天需要掃描多達(dá)1000個(gè)條碼，原昌宏一開(kāi)始想要通過(guò)改進(jìn)掃描儀提高效率，但是，隨著工件越來(lái)越小，他感到需要一個(gè)更緊湊的條碼系統(tǒng)，用了存儲(chǔ)更多信息。經(jīng)過(guò)原昌宏領(lǐng)導(dǎo)的僅有兩人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)不懈努力，終于研發(fā)出了QR碼。

2014年，原昌宏因?yàn)镼R碼的發(fā)明，榮獲歐洲發(fā)明家獎(jiǎng)(European Inventor Award)的人氣票選獎(jiǎng)(Popular Prize)。Denso Wave公司雖然擁有QR碼的專利，但免費(fèi)公開(kāi)了相關(guān)技術(shù)，并不收取專利費(fèi)，只是靠售賣QR碼的掃描儀獲利。

值得一提的是，我國(guó)也有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的二維碼——漢信碼，漢信碼是中國(guó)物品編碼中心依據(jù)中國(guó)國(guó)家“十五”重大科技專項(xiàng)——《二維條碼新碼制開(kāi)發(fā)與關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究》研發(fā)的，研發(fā)始于2003年，并在2005年年末完成。目前，在新版的機(jī)打增值稅發(fā)票上的密碼區(qū)域，使用的就是漢信碼。

二維碼會(huì)被用完嗎?

聊完二維碼的故事，現(xiàn)在回答開(kāi)頭的問(wèn)題，為什么二維碼會(huì)被用完，但又不會(huì)用完呢?

其實(shí)這和二維碼大容量的信息存儲(chǔ)時(shí)分不開(kāi)的，二維碼一共提供40種不同版本存儲(chǔ)密度的結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)指示圖的“版本信息”，版本1為21×21模塊(模塊為二維碼中的最小單元)，每增加一個(gè)版本，長(zhǎng)寬各增加4個(gè)模塊，最大的版本40為177×177模塊。

以存儲(chǔ)密度最大的版本40為例，總共有177×177個(gè)模塊，這些模塊為黑白兩色組成，也就是說(shuō)，只有2種可能。那么，版本40的可能組合為：2^(177*177)≈10^20000。

這個(gè)巨大的數(shù)量，全球七十多億人每秒換一個(gè)二維碼，用從宇宙大爆炸到今天138億年的時(shí)間，也僅僅能消耗一小部分。而二維碼是可以擴(kuò)展的，實(shí)際上可以使用的組合還會(huì)比現(xiàn)在多。所以，雖然理論上二維碼是可以用完的，但是，憑人類當(dāng)前的使用速度，是不用擔(dān)心用完的情況的。

二維碼在中國(guó)發(fā)揚(yáng)光大

原昌宏對(duì)QR碼能否得到廣泛認(rèn)同并沒(méi)有信心，為了讓更多人使用QR碼，他奔波于各大企業(yè)和團(tuán)體，積極推介。在他的努力下，QR碼在日本企業(yè)得到廣泛使用。但QR碼在中國(guó)的流行，和原昌宏沒(méi)有太大關(guān)系，其用途大概也是他所始料未及的。

2010年10月，支付寶首次在國(guó)內(nèi)推出二維碼支付技術(shù)，用戶只需掃描商家提供的二維碼(下文均用“二維碼”統(tǒng)一描述QR碼)，按提示操作就可以完成支付。2013年，支付寶又在線上拓展掃碼支付，根據(jù)支付寶2013年11月的相關(guān)數(shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)已有46萬(wàn)家網(wǎng)站接入掃碼支付，覆蓋了旅游、團(tuán)購(gòu)、游戲、B2C等行業(yè)。微信也在2013年的5.0版本中上線支付功能，這個(gè)版本可以通過(guò)掃二維碼實(shí)現(xiàn)一鍵支付。2014年1月，微信支付和滴滴合作，其二維碼支付借由打車軟件進(jìn)入市場(chǎng)。

2014年3月14日，央行認(rèn)為二維碼支付存在安全問(wèn)題，聯(lián)合工信部暫停線下二維碼支付服務(wù)。但由于線下市場(chǎng)的巨大吸引力，微信和支付寶還是在市場(chǎng)上繼續(xù)使用二維碼支付，只是改進(jìn)了安全問(wèn)題，比如由原來(lái)的客戶掃碼轉(zhuǎn)變?yōu)樯碳沂殖諴OS終端掃碼，同時(shí)增加了動(dòng)態(tài)二維碼等功能。

2016年8月3日，支付清算協(xié)會(huì)向支付機(jī)構(gòu)下發(fā)《條碼支付業(yè)務(wù)規(guī)范》，規(guī)定了二維碼支付的安全標(biāo)準(zhǔn)，官方開(kāi)始承認(rèn)二維碼支付的地位。在微信和支付寶的推廣下，幾乎在全國(guó)所有地方都能看到二維碼支付的身影。

二維碼信息密度高，小塊面積可以承載多樣化的信息，各類字符、網(wǎng)址等;容錯(cuò)能力強(qiáng)，相比OCR等技術(shù);可讀性強(qiáng)，形成了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，手機(jī)等常用設(shè)備都能掃描;由于擁有這些優(yōu)勢(shì)，二維碼使用越來(lái)越廣泛，也不只局限于支付領(lǐng)域。

人們通過(guò)微信二維碼加好友、關(guān)注公眾號(hào);商家通過(guò)二維碼做推廣，用戶掃碼就能參加各種活動(dòng)、獲取各類優(yōu)惠券;共享單車等也通過(guò)掃描二維碼使用......人們的日常生活已經(jīng)離不開(kāi)二維碼。

原昌宏發(fā)明二維碼的初衷是為了提高工人工作效率，只是大概他也不曾預(yù)料到，二維碼會(huì)在中國(guó)被用于移動(dòng)支付，在兩大移動(dòng)支付巨頭的推廣下迅速流行，掃碼支付也成為中國(guó)的“新四大發(fā)明”。如今，二維碼更被廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域。中國(guó)企業(yè)的商業(yè)創(chuàng)新能力，一點(diǎn)也不比其他國(guó)家差。