闡述二維碼的原理以及使用google api和PHP QR Code來生成二維碼

時間 2019-11-08

標籤闡述二維原理以及使用 google api php code 生成欄目 Google 简体版

原文原文鏈接

1、什麼是二維碼：
二維碼（2-dimensional bar code），是用某種特定的幾何圖形按必定規律在平面（二維方向上）
分佈的黑白相間的圖形記錄數據符號信息的。
在許多種類的二維條碼中，經常使用的碼制有：Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K等。
1.堆疊式/行排式二維條碼，如，Code 16K、Code 4九、PDF417（以下圖）等
    2.矩陣式二維碼，最流行莫過於QR CODE ,咱們常說的二維碼就是它了。
二維碼的名稱是相對與一維碼來講的，好比之前的條形碼就是一個「一維碼」，
它的優勢有：二維碼存儲的數據量更大；能夠包含數字、字符，及中文文本等混合內容；有必定的容錯性，二維碼的容錯率後面會介紹，這個很重要，通常的二維碼你遮住部分任然可以解碼，這是由於生成器會將部分信息重複表示（也就是冗餘）來提升其容錯度，因此你看到不少二維碼中間還帶了logo；空間利用率高等。

2、QR CODE 介紹
QR(Quick-Response) code是被普遍使用的一種二維碼，解碼速度快。它能夠存儲多用類型

如上圖時一個qrcode的基本結構，其中：
位置探測圖形、位置探測圖形分隔符、定位圖形：用於對二維碼的定位，對每一個QR碼來講，位置都是固定存在的，只是大小規格會有所差別；
校訂圖形：規格肯定，校訂圖形的數量和位置也就肯定了；
格式信息：表示改二維碼的糾錯級別，分爲L、M、Q、H；

版本信息：即二維碼的規格，QR碼符號共有40種規格的矩陣（通常爲黑白色），從21x21（版本1），到177x177（版本40），每一版本符號比前一版本每邊增長4個模塊。
數據和糾錯碼字：實際保存的二維碼信息，和糾錯碼字（用於修正二維碼損壞帶來的錯誤）。

簡要的編碼過程：
    1. 數據分析：肯定編碼的字符類型，按相應的字符集轉換成符號字符；選擇糾錯等級，在規格必定的條件下，糾錯等級越高其真實數據的容量越小。

    2. 數據編碼：將數據字符轉換爲位流，每8位一個碼字，總體構成一個數據的碼字序列。其實知道這個數據碼字序列就知道了二維碼的數據內容。

數據能夠按照一種模式進行編碼，以便進行更高效的解碼，例如：對數據：01234567編碼（版本1-H），
            1）分組：012 345 67
             2）轉成二進制：012→0000001100
                                                   345→0101011001
                                                    67 →1000011
              3）轉成序列：0000001100 0101011001 1000011
              4）字符數轉成二進制：8→0000001000
              5）加入模式指示符（上圖數字）0001：0001 0000001000 0000001100 0101011001 1000011
           對於字母、中文、日文等只是分組的方式、模式等內容有所區別。基本方法是一致的

    3. 糾錯編碼：按須要將上面的碼字序列分塊，並根據糾錯等級和分塊的碼字，產生糾錯碼字，並把糾錯碼字加入到數據碼字序列後面，成爲一個新的序列。
在二維碼規格和糾錯等級肯定的狀況下，其實它所能容納的碼字總數和糾錯碼字數也就肯定了，好比：版本10，糾錯等級時H時，總共能容納346個碼字，其中224個糾錯碼字。
        就是說二維碼區域中大約1/3的碼字時冗餘的。對於這224個糾錯碼字，它可以糾正112個替代錯誤（如黑白顛倒）或者224個據讀錯誤（沒法讀到或者沒法譯碼），
        這樣糾錯容量爲：112/346=32.4%

    4. 構造最終數據信息：在規格肯定的條件下，將上面產生的序列按次序放如分塊中
        按規定把數據分塊，而後對每一塊進行計算，得出相應的糾錯碼字區塊，把糾錯碼字區塊按順序構成一個序列，添加到原先的數據碼字序列後面。
        如：D1, D12, D23, D35, D2, D13, D24, D36, ... D11, D22, D33, D45, D34, D46, E1, E23,E45, E67, E2, E24, E46, E68，...

構造矩陣：將探測圖形、分隔符、定位圖形、校訂圖形和碼字模塊放入矩陣中。

把上面的完整序列填充到相應規格的二維碼矩陣的區域中
    6. 掩摸：將掩摸圖形用於符號的編碼區域，使得二維碼圖形中的深色和淺色（黑色和白色）區域可以比率最優的分佈。
    7. 格式和版本信息：生成格式和版本信息放入相應區域內。
        版本7-40都包含了版本信息，沒有版本信息的全爲0。二維碼上兩個位置包含了版本信息，它們是冗餘的。
        版本信息共18位，6X3的矩陣，其中6位時數據爲，如版本號8，數據位的信息時 001000，後面的12位是糾錯位。
那麼利用PHP如何生成QR二維碼呢？
(1)利用Google API生成二維碼：
php

$urlToEncode="http://www.phpddt.com";
generateQRfromGoogle($urlToEncode);
/**
* google api 二維碼生成【QRcode能夠存儲最多4296個字母數字類型的任意文本，具體能夠查看二維碼數據格式】
* @param string $chl 二維碼包含的信息，能夠是數字、字符、二進制信息、漢字。不能混合數據類型，數據必須通過UTF-8 URL-encoded.若是須要傳遞的信息超過2K個字節，請使用POST方式
* @param int $widhtHeight 生成二維碼的尺寸設置
* @param string $EC_level 可選糾錯級別，QR碼支持四個等級糾錯，用來恢復丟失的、讀錯的、模糊的、數據。
* L-默認：能夠識別已損失的7%的數據
* M-能夠識別已損失15%的數據
* Q-能夠識別已損失25%的數據
* H-能夠識別已損失30%的數據
* @param int $margin 生成的二維碼離圖片邊框的距離
*/
function generateQRfromGoogle($chl,$widhtHeight ='150',$EC_level='L',$margin='0')
{
$chl = urlencode($chl);
echo '<img src="http://chart.apis.google.com/chart?chs='.$widhtHeight.'x'.$widhtHeight.'&cht=qr&chld='.$EC_level.'|'.$margin.'&chl='.$chl.'" alt="QR code" widhtHeight="'.$widhtHeight.'" widhtHeight="'.$widhtHeight.'"/>';
}

(2)利用PHP二維碼生成工具PHP QR Code生成二維碼
PHP QR Code是一個PHP二維碼生成類庫，官網地址：http://phpqrcode.sourceforge.net/
下載完成後，你只須要使用phpqrcode.php就能夠生成二維碼(開啓gd2)了。由於文件代碼太長，這裏只解釋下生成二維碼的函數和參數： html

/**
*
* @param type $text 生成二位的的信息文本
* @param type $outfile 是否輸出二維碼圖片文件
* @param type $level 容錯率，也就是二位可被覆蓋的區域還能識別分別是L（QR_ECLEVEL_L，7%），M（QR_ECLEVEL_M，15%），Q（QR_ECLEVEL_Q，25%），H（QR_ECLEVEL_H，30%）
* @param type $size 生成圖片大小默認是3
* @param type $margin 二維碼周圍邊框空白區域margin值
* @param boolean $saveandprint 保存二維碼並顯示
* @return type
* @edit link <http://www.phpddt.com>
*/
publicstaticfunction png($text, $outfile =false, $level = QR_ECLEVEL_L, $size =3, $margin =4, $saveandprint=false)
{
$enc =QRencode::factory($level, $size, $margin);
return $enc->encodePNG($text, $outfile, $saveandprint=false);
}

使用起來灰常簡單的： api

include 'phpqrcode.php';
QRcode::png('http://www.phpddt.com');
//還能夠保存圖片
//QRcode::png('http://www.phpddt.com', 'test1.png', QR_ECLEVEL_L, 5, 0);

生成帶logo的二維碼圖片：函數

include 'phpqrcode.php';
$value ='http://qr.phpddt.com';
$errorCorrectionLevel ='L';
$matrixPointSize =6;
QRcode::png($value,'phpddt.png', $errorCorrectionLevel, $matrixPointSize,2);
echo "QR code generated"."<br />";
$logo ='logo.png';
$QR ='phpddt.png';
if($logo !== FALSE){
$QR = imagecreatefromstring(file_get_contents($QR));
$logo = imagecreatefromstring(file_get_contents($logo));
$QR_width = imagesx($QR);
$QR_height = imagesy($QR);
$logo_width = imagesx($logo);
$logo_height = imagesy($logo);
$logo_qr_width = $QR_width /5;
$scale = $logo_width / $logo_qr_width;
$logo_qr_height = $logo_height / $scale;
$from_width =($QR_width - $logo_qr_width)/2;
imagecopyresampled($QR, $logo, $from_width, $from_width,0,0, $logo_qr_width, $logo_qr_height, $logo_width, $logo_height);
}
imagepng($QR,'www.phpddt.com.png');