Як працює QR-код: просто про складне

QR-коди сьогодні всюди: на упаковках продуктів, рекламі, візитівках і навіть ресторанах замість меню. Ці чорно-білі квадратики стали частиною повсякденного життя, але мало хто замислюється, як вони влаштовані і чому такі ефективні. У цій статті розберемо, що таке QR-код і як він працює.

Як з’явився QR-код

QR-код (англ. Quick Response Code) перекладається з англійської як «код швидкого відгуку».

Вперше його розробили в середині 90-х років минулого століття у Японії фахівці компанії Denso Wave, яка займалася виробництвом автозапчастин. Їм був потрібен спосіб швидко зчитувати дані про деталі, і звичайних штрих-кодів вже стало недостатньо. Розроблений ними QR-код був здатний містити текст, посилання, номери і навіть зображення. Головна різниця між QR-кодами і звичайними штрих-кодами — це те, що QR-коди двомірні: вони читаються і по горизонталі і по вертикалі, що дозволяє закодувати в них до кількох тисяч символів, а не лише цифри, як у класичних смужках.

Пристрій QR-кодів: основні елементи

На перший погляд QR-код схожий на хаотичний набір чорних та білих квадратиків. Але якщо придивитися, можна побачити, що він є чітка структура. Ось із чого він складається:

1. Квадрати вирівнювання. У трьох кутах QR-коду (зазвичай верхній лівий, верхній правий та нижній лівий) знаходяться великі квадрати з «очками» всередині. Вони допомагають сканеру зрозуміти де верх, де низ і як правильно повернути код. Без них пристрій просто не розбереться, з якого боку починати читання.
2. Зона даних. Основна частина коду — це дрібні квадратики, які містять інформацію. Кожен квадрат — це біт даних: чорний означає «1», білий — «0». Комбінація цих бітів перетворюється на текст, посилання чи інший тип інформації.
3. Службові лінії. Між квадратами вирівнювання є тонкі лінії, які задають ритм для сканера. Вони показують, скільки рядків та стовпців у коді, щоб пристрій міг правильно розділити дані.
4. Область корекції помилок. QR-код може бути пошкоджений або частково закритий, але залишиться читаним. Це можливо завдяки спеціальним алгоритмам, які дублюють важливі дані у різних частинах коду. Вбудований алгоритм корекції помилок (зазвичай код Ріда-Соломона) дозволяє відновити до 30% втраченої інформації.
5. Тиха зона. Навколо QR-коду завжди є біла рамка. Вона потрібна, щоб сканер міг відокремити код від фону та не переплутав його з іншими об’єктами.

Всі ці елементи разом створюють систему, яка швидко та надійно передає інформацію.

Як QR код кодує інформацію

Процес створення QR-коду починається з даних — наприклад, посилання на сайт. Ці дані переводяться у двійковий код (нулі та одиниці) за допомогою певного алгоритму. Коли смартфон або сканер зчитує QR-код, він робить зворотне: аналізує візерунок, перетворює його на двійковий код і декодує на зрозумілий текст або команду. Наприклад, якщо в коді захищено посилання на сайт, камера телефону розпізнає його та пропонує відкрити сайт.

Цікаво, що QR-коди бувають різних розмірів – від 21×21 пікселя (версія 1) до 177×177 пікселів (версія 40). Чим більший розмір, тим більше даних можна закодувати. Але навіть маленький код може містити до 4 тисяч символів – це приблизно сторінка тексту.

Чому QR-коди такі популярні

QR-коди завоювали світ завдяки своїй простоті та універсальності. Їх легко створити за допомогою безкоштовних онлайн-сервісів, а для зчитування достатньо камери смартфона — ніяких спеціальних пристроїв не потрібно. Вони заощаджують місце: замість довгого заслання чи тексту достатньо показати маленький квадрат. До того ж вони надійні: навіть якщо код подряпаний чи забруднений, його все одно можна прочитати.

Сьогодні QR-коди використовують не тільки в промисловості, а й у маркетингу, медицині, туризмі. Наприклад, у пандемію вони стали способом швидко перевірити сертифікати вакцинації. А в ресторанах з їхньою допомогою можна відкрити меню.

Висновок

QR-код – це не просто набір випадкових квадратів, а продумана технологія, яка поєднує простоту та ефективність. Його структура дозволяє зберігати великі обсяги даних, бути стійким до пошкоджень та легко зчитуватися будь-яким пристроєм. Шлях QR-коду показує, як маленький винахід може змінити світ.