Generator kodów QR

Pełna nazwa kodu QR to Quick Response Code. Jest to dwuwymiarowy kod matrycowy opracowany przez japońską firmę Denso-Wave w 1994 roku.

Kody QR zostały pierwotnie zaprojektowane tak, aby można je było szybko odczytać, co odzwierciedla ich nazwa — „Quick Response” (Szybka odpowiedź). Kody QR mogą przechowywać więcej informacji niż zwykłe kody kreskowe i nie wymagają ustawiania skanera względem skanera podczas skanowania, jak to ma miejsce w przypadku zwykłych kodów kreskowych. Kod QR ma kształt kwadratu i składa się z czarno-białych modułów, które zawierają wzorzec wykrywania lokalizacji, wzorzec czasu, informacje o formacie, obszar danych i kod korekcji błędów. Tego typu rozwiązania pozwalają na skanowanie kodu QR pod dowolnym kątem bez ryzyka, że ​​dane nadal będą poprawnie odczytane.

Ponadto w 2000 roku kod QR został zarejestrowany jako norma ISO/IEC i stał się międzynarodową metodą kodowania. Jest szeroko stosowany, popularny w Japonii, i stopniowo stał się popularnym dwuwymiarowym kodem kreskowym na całym świecie.

Zespół badawczo-rozwojowy składający się z zaledwie dwóch osób

Japońska firma motoryzacyjna Denso Wave jest jedną z wielu firm motoryzacyjnych, które zdecydowały się na standardowy system kodów kreskowych UPC. Ze względu na ograniczoną pojemność kodów kreskowych, Denso Wave musi umieścić na jednym produkcie nawet 10 kodów kreskowych, aby prawidłowo śledzić i przekazywać informacje. Ponadto, ponieważ kody kreskowe trzeba było skanować z jednego kierunku, pojawiały się problemy z zapasową produkcją, gdy skanery nie były w stanie odczytać kodów kreskowych na częściach samochodowych o różnych kształtach i rozmiarach. Firma miała problemy z dotrzymywaniem terminów, gdyż kody kreskowe spowalniały produkcję.

W 1992 roku Masahiro Hara, który zajmował się rozwojem skanerów kodów kreskowych i urządzeń do optycznego rozpoznawania znaków (OCR) w firmie Denso, otrzymał od zakładu produkcyjnego zlecenie opracowania skanera kodów kreskowych, który mógłby odczytywać kody kreskowe szybciej.

Początkowo Hara próbował odpowiedzieć na potrzeby branży, udoskonalając skanery kodów kreskowych. Zaczął jednak odczuwać ograniczenia systemu kodów kreskowych. Ponadto, w dzisiejszych czasach, gdy produkty są coraz mniejsze, istnieje potrzeba tworzenia kodów, które można drukować na mniejszym obszarze.

„Opracujemy kompaktowy kod, który będzie mógł przechowywać więcej informacji, w tym znaki Kanji i Kana, a jednocześnie będzie czytelny z większą prędkością”. Hara Masahiro postanowił opracować nowy system kodowania.

„Inne firmy opracowywały kody QR, które koncentrowały się na ilości informacji, jakie zawierały” – powiedział Hara Masahiro, który wówczas odpowiadał za rozwój kodów QR.

Kody kreskowe mogą przechowywać informacje wyłącznie w poziomie (jeden wymiar), natomiast kody QR mogą przechowywać informacje zarówno w pionie, jak i w poziomie. Hara Masahiro wziął pod uwagę, że oprócz możliwości pomieszczenia dużej ilości informacji „tworzony kod musi być również łatwy do odczytania” i na tej podstawie zainwestował w opracowanie nowego kodu QR. Zespół badawczo-rozwojowy składa się tylko z dwóch osób. Hara początkowo próbował zwiększyć pojemność istniejących kodów kreskowych, lecz jego wysiłki zakończyły się niepowodzeniem.

Później, grając w Go, Hara Masahiro wpadł na pomysł napisania nowego kodu, zrozumiałego dla maszyn.

Hara zaczął pracować nad nowym kodem, tym razem w kształcie nie pasków, lecz kwadratu wypełnionego wzorem przypominającym piksele.

Zwykłe kody kreskowe są jednowymiarowe i skanuje się je w poziomie. Nowy kod Hary można było skanować zarówno w poziomie, jak i w pionie (był więc dwuwymiarowy). Dwuwymiarowość oznacza również, że nowy kod może przechowywać więcej danych niż kod kreskowy (ponad 4000 znaków alfanumerycznych).

Wkrótce zespołowi Hary Masahiro udało się pomyślnie stworzyć nowy, czytelny dla maszyn kod. Nazwano go Kodem Szybkiej Reakcji, czyli Kodem QR, ponieważ jest kilkadziesiąt razy szybszy niż kod kreskowy. Może nadal działać normalnie, nawet jeżeli uszkodzenie wynosi 30%. Istnieje jednak pewna wada: urządzenie (kamera) potrzebuje czasu, aby odczytać kod QR lub nie potrafi go odczytać, jeśli jest rozproszone lub skanuje kod pod kątem.

Pewnego dnia, wracając do domu, Hara Masahiro zauważył wyróżniający się budynek. Ta scena utkwiła mu w pamięci i zainspirowała go do wypróbowania metody kodów QR.

„Na szczycie budynku znajdował się geometryczny wzór, co dało mi pomysł na stworzenie kodu QR wykorzystującego ten wzór” – powiedział Hara. Następnie rozpoczyna się poszukiwanie unikalnego symbolu, który pomoże maszynom rozpoznać kod QR nawet wśród innych elementów, takich jak obrazy i tekst.

W trakcie badania zespół odkrył, że maszyny były w stanie odczytać kod szybciej, gdy do trzech rogów dodano pewien wzór. Nie jest jednak jasne, czy powinni używać innego wzorca, którego nie ma w kodzie.

Hara Masahiro wyjaśnił: „Ponieważ ten typ wzoru pojawia się najrzadziej na rachunkach itp.” Oznacza to, że jeśli w pobliżu znajduje się ten sam wzór, czytelnik pomyli go z kodem. Aby zapobiec takiemu błędnemu odczytaniu, wzór pozycjonujący musi być unikalnym wzorem. Po przeprowadzeniu dogłębnych rozważań Hara Masahiro i inni postanowili przekształcić wszystkie rysunki i teksty drukowane na ulotkach, w czasopismach, tekturowych materiałach itp. na czarno-białe i przeprowadzić szczegółową analizę ich proporcji powierzchni. Zespół badawczo-rozwojowy zbadał niezliczoną ilość materiałów drukowanych dzień i noc i w końcu odkrył „najmniej powszechnie stosowany stosunek” w materiałach drukowanych, który wynosi 1:1:3:1:1. W ten sposób określa się stosunek szerokości części czarnej i białej wzoru pozycjonującego. W rezultacie linia skanowania może być skanowana z 360 stopni. Niezależnie od tego, z którego kierunku jest skanowana, po zeskanowaniu jej unikalnego współczynnika można obliczyć pozycję kodu.

Kody QR składają się z ustalonych wzorów w trzech rogach (zwanych oczami), które tworzą kąty proste ze wszystkich kierunków. Dzięki tej konstrukcji urządzenie może skanować kody QR łatwiej i szybciej. Zasada działania kodu QR polega na wykorzystaniu operacji binarnych, użyciu 0 i 1 jako kodów oraz użyciu czarno-białych kwadratów do zapisywania informacji. Małe czarne kwadraty reprezentują 1, a małe białe kwadraty reprezentują 0. Czarno-biały wzór jest w rzeczywistości ciągiem kodów. Na rogach kodu QR znajdują się trzy duże kwadraty, które odgrywają głównie rolę pozycjonującą. Trzy punkty określają powierzchnię, zapewniając, że użytkownik może pomyślnie zeskanować kod bez względu na to, gdzie się znajduje.

Dwa lata później powstał produkt finalny, który zmienił zasady gry. Kody QR rozwiązują wszystkie dotychczasowe niedogodności kodów kreskowych (głównie w zakresie przechowywania danych i możliwości skanowania), a także przynoszą klientom Denso więcej korzyści.

Kody QR od kilku lat są certyfikowane zgodnie z niemal wszystkimi najważniejszymi standardami branżowymi w Japonii i na całym świecie (w tym ISO). Europejski Urząd Patentowy przyznał nawet Hara Masahiro „Europejską Nagrodę Wynalazczą” za rok 2014. W swoim przemówieniu nagrodowym przedstawiciel Europejskiego Urzędu Patentowego powiedział: „Wartość społeczna i znaczenie naukowe kodów QR są równie duże”.

Upublicznienie i upowszechnienie kodów QR

Jednak pomimo przełomowego sukcesu kodów QR w wewnętrznych testach, zostały one wdrożone wyłącznie wśród obecnych klientów produkcyjnych firmy DENSO. Chociaż firma Denso była pewna swojego produktu, w tamtym czasie bagatelizowała wykorzystanie kodów QR wśród zwykłych użytkowników i małych firm.

W 1994 roku firma DENSO WAVE INCORPORATED (wówczas oddział obecnej firmy DENSO CORPORATION) opublikowała kod QR. Nazwa kod QR pochodzi od słowa „Quick Response”, oznaczającego koncepcję badawczo-rozwojową mającą na celu umożliwienie szybkiego odczytu. Mówi się, że gdy kod został po raz pierwszy upubliczniony, jego twórca Masahiro Hara nie był pewien, czy ludzie zaakceptują go jako kod QR, który mógłby zastąpić kody kreskowe. Mimo to miał w głowie tylko jedną myśl: „Mam nadzieję, że więcej osób zrozumie i faktycznie użyje tak dobrego produktu”. W tym celu podróżował do różnych firm i grup, aby aktywnie go promować.

Ciężka praca się opłaca. „Elektroniczne zarządzanie billboardami” w branży produkcji części samochodowych wykorzystuje kody QR, co przyczyniło się do poprawy efektywności zarządzania produkcją, a nawet wysyłką i przygotowywaniem dokumentów. W celu zapewnienia możliwości śledzenia produktów, w społeczeństwie panuje tendencja do wizualizacji procesu produkcji, a kody QR są również wykorzystywane w zarządzaniu produktami w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i przy produkcji soczewek kontaktowych. Zwłaszcza po problemie BSE i innych incydentach zagrażających „bezpieczeństwu żywnościowemu”, ludzie domagają się, aby cały proces produkcji, dystrybucji, a nawet podawania żywności na stół był wyraźnie widoczny. Aby zapisać tak wiele informacji, kod QR jest jedynym rozwiązaniem.

Popularność kodów QR wynika również z innego czynnika. Oznacza to, że specyfikacje stają się publiczne, stając się kodem, z którego każdy może swobodnie korzystać.

DENSO WAVE INCORPORATED jest właścicielem patentu na kody QR, ale firma jasno dała do zrozumienia, że ​​nie będzie korzystać z tego prawa w przypadku kodów QR, które zostały już ujednolicone. Taka była polityka, która została ustalona na początku prac badawczo-rozwojowych, odzwierciedlając ideę dewelopera: „Mam nadzieję, że więcej osób będzie korzystać z kodów QR”. Kody QR, które są bezpłatne i bezpieczne w użyciu, są obecnie szeroko stosowane na całym świecie jako „kody publiczne”.

W 1997 r. został przyjęty jako standard AIM dla standardów branżowych automatycznej identyfikacji. W 1999 r. został przyjęty jako standardowy kod QR przez Japanese Industrial Standards i Japanese Automobile Industry EDI Standard Transaction Form. W 2000 r. został ustanowiony jako międzynarodowy standard ISO.

Kody QR zyskują coraz większą popularność na całym świecie, a nowe kody QR pojawiają się jeden po drugim, aby sprostać rosnącym wymaganiom. W 2004 r. „Micro QR Code” został przyjęty przez japońskie standardy przemysłowe. Jest to ultramały kod, który spełnia potrzeby miniaturyzacji i może być drukowany na bardzo małej przestrzeni. W 2008 r. wprowadzono „kod iQR”. Kod ten ma dużą pojemność, mały obszar drukowania i może być prostokątny. Ponadto, wychodząc naprzeciw zmieniającym się czasom, opracowano również kody QR wyposażone w funkcje ograniczania odczytu, które mają na celu zaspokojenie różnych potrzeb, np. ochronę prywatności.

Szaleństwo kodów QR w 2020 roku i dlaczego będzie z nami na dłużej

Niektóre raporty określają katastrofę nuklearną w Fukushimie w 2011 r. jako moment przełomowy dla kodów QR w Japonii, potwierdzający niezawodność tej technologii na świecie! Podczas operacji ratunkowej japońskie władze podobno wykorzystywały kody QR do śledzenia i zarządzania materiałami pomocowymi, np. do określania źródła i miejsca przeznaczenia dostaw żywności.

Po katastrofie nuklearnej ludzie zaczęli mieć wątpliwości co do stopnia skażenia żywności promieniowaniem. Ludzie odmawiają kupowania żywności od sprzedawców detalicznych i ufają zapewnieniom o bezpieczeństwie żywności. Poprzedni rząd Japonii podjął działania i nakazał stosowanie kodów QR na opakowaniach żywności w celu ujawnienia poziomu skażenia radiacyjnego. Łatwy dostęp do wiarygodnych wyników testów pozwala społeczeństwu przetrwać chwile zwątpienia z poczuciem pewności.

W 2012 roku kod QR zdobył nagrodę „Industry-specific Media” w konkursie Comprehensive Design Promotion System Good Design Award. Powodem przyznania nagrody jest fakt, że „mechanizm” projektowania kodów QR stanowi wyzwanie dla różnych zastosowań, jest na tyle przewidywalny, że można go udostępnić społeczeństwu już na wczesnym etapie, a także może być naturalnie zintegrowany z codziennym życiem. Nagroda ta jest dowodem na to, że pierwotne funkcje kodu QR, który narodził się 18 lat temu, a także jego wartość w popularyzowaniu i stosowaniu metod, zostały docenione.

Raport z 2012 r. wykazał, że 66% ankietowanych sprzedawców używało kodów QR na materiałach drukowanych. W tym samym raporcie podano, że dwie na pięć firm stosuje kody QR w swoich materiałach marketingowych.

2017: Największy przełom w dziedzinie kodów QR od dekady

Kolejny przełom w dziedzinie kodów QR nastąpił w 2017 roku wraz z wprowadzeniem na rynek systemu iOS 11 firmy Apple. System operacyjny umożliwia skanowanie kodów QR jako funkcję wbudowaną w aparat iPhone'a. W tym samym czasie Google podjęło takie samo podejście w przypadku swojego mobilnego systemu operacyjnego Android 8.0.

Dwa największe na świecie mobilne systemy operacyjne (pod względem wykorzystania) obsługują natywną funkcję skanowania kodów QR, co oznacza, że ​​firmy mogą udostępniać informacje użytkownikom końcowym. Dla użytkowników urządzeń mobilnych jest to jak posiadanie w kieszeni małego skanera kodów QR.

W latach po wydaniu systemu iOS 11 firmy Apple kody QR zyskały ogromną popularność w Stanach Zjednoczonych (w Ameryce Północnej i Europie kody QR są używane głównie w celach innych niż płatności). Bastiony Androida w Azji, Ameryce Łacińskiej i innych częściach świata pomogły kodom QR osiągnąć status „globalnego kodu publicznego”.

Chiny były jednym z pierwszych krajów, które wprowadziły kody QR, wykorzystując je do celów wykraczających poza te, do których zostały pierwotnie stworzone.

W Chinach kody QR są już powszechnie używane za pośrednictwem takich superaplikacji jak Alipay i WeChat, do załatwiania różnych spraw, od dokonywania płatności po zamawianie taksówek. Jack Ma, chiński miliarder i założyciel Alipay, jest często uznawany za pioniera wykorzystania kodów QR do płatności, czego nawet Hara nigdy nie wymyślił.

Dziesięć lat później kody QR są wszędzie. Stały się tak popularne w niektórych regionach, że stały się niemal pamięcią mięśniową dla ludzi w takich krajach jak Indie (UPI), Brazylia (PIX QR), Indonezja (QRIS), Singapur (SGQR) i Chiny (Alipay i WeChat Pay). Kod QR jest domyślną metodą płatności online w tych regionach.

W 2020 roku wybuchł kryzys

W 2020 roku świat dotknął jeden z najgorszych kryzysów XXI wieku. Świat nie był przygotowany na pandemię COVID-19. Następujący po tym globalny lockdown mocno uderzył niemal we wszystkie branże.

Zakaźny charakter choroby zmusił świat do przyjęcia bezkontaktowego podejścia do kontaktów. Niech kody QR staną się stałym elementem naszego życia.

Nagle świat zaczął szukać szybkich i łatwych sposobów uprawiania seksu bez kontaktu fizycznego. Kody QR są idealnym rozwiązaniem. Jest darmowy, łatwy do stworzenia i utrzymania. Prawie każdy nosi przy sobie telefon komórkowy z funkcją skanowania kodów QR. W restauracjach i barach można jeść bez dotykania menu, którego dotykały inne osoby, zmniejszając w ten sposób rozprzestrzenianie się zarazków. Możesz płacić za towary bez dotykania gotówki lub naciskania przycisku na czytniku kart.

Niektóre restauracje decydują się na stosowanie kodów QR w menu, aby uniknąć kosztów drukowania i konserwacji. Mogą również na bieżąco aktualizować projekty, jeśli zajdzie taka potrzeba. Chociaż pandemia ustała i nie stanowi już tak poważnego problemu zdrowotnego, jak kilka lat temu, przyzwyczailiśmy się do świata bezkontaktowego, a kody QR na stałe zagościły w naszym życiu.

Wiele rządów, w tym Indii, Korei Południowej, Australii i Singapuru, zaczęło używać kodów QR do śledzenia kontaktów z osobami zakażonymi COVID-19. W Indiach system płatności oparty na kodach QR, znany jako UPI, zyskał ogromną popularność podczas pandemii.

Wykres słupkowy przedstawia szacowaną liczbę użytkowników kodów QR w Stanach Zjednoczonych na przestrzeni lat oraz prognozę na lata 2024 i 2025. Prognozy wskazują, że w 2024 r. w Stanach Zjednoczonych będzie 97,8 mln skanerów kodów QR, a do 2025 r. liczba ta wzrośnie do 100,2 mln.

Przyszłość kodów QR

Czy możesz w to uwierzyć? Masahiro Hara wynalazł kod QR na początku lat 90. i nadal pracuje w Denso Corp. jako dyrektor generalny ds. inżynierii kodów QR. Według doniesień, począwszy od 2024 roku pan Hara i zespół Denso będą pracować nad nowym, prostokątnym mikrokodem QR, który będzie mógł przechowywać więcej danych na mniejszej powierzchni.

Hara Masahiro powiedział: „Ludzie są przyzwyczajeni do czarno-białych kodów. Mam nadzieję, że uda mi się stworzyć piękniejszy kod QR, który będzie mógł zaskakiwać ludzi”.

Jakiego rodzaju osoby Twoim zdaniem będą korzystać z rozwijającego się kodu QR? W odpowiedzi na to pytanie Hara Masahiro powiedział: „Nie ma określonego typu osoby. Chcę po prostu, aby wiele osób z niego korzystało, a każdy pomyślał o różnych zastosowaniach i zrealizował je razem. Myślę, że tak właśnie ewoluował kod QR”.

Do tej pory DENSO WAVE nieustannie rozwijało doskonałe algorytmy rozpoznawania bazujące na tej wiedzy specjalistycznej. To właśnie główny powód, dla którego produkty AUTO-ID firmy DENSO WAVE cechują się doskonałymi możliwościami odczytu kodów QR.

Od momentu wprowadzenia systemu kodów QR w 1994 roku firma DENSO WAVE nieustannie go udoskonala, aby sprostać potrzebom społecznym. Nowo wprowadzone kody QR obejmują: SQRC, który posiada funkcję ograniczenia odczytu danych w celu zwiększenia bezpieczeństwa oraz Frame QR, który posiada pole kanwy w kodzie, co ulepsza jego wygląd.

System kodów QR ciągle się rozwija, a połączenie kodów QR i przetwarzania w chmurze zapewnia nową wartość dodaną - „Q-revo”.

„Q-revo” to usługa łącząca serwer w chmurze „Q Platform”, który generuje, dystrybuuje, odczytuje i przechowuje dane kodów QR, z aplikacją na smartfony czytnika kodów QR „Q”, umożliwiając śledzenie i weryfikację autentyczności. Usługi związane z osądem, płatnościami/punktami/kuponami, kontrolą wejścia/dostępu itp.

Od momentu powstania jako wewnętrzny projekt, aż do jego wszechobecności dzisiaj. Kody QR zmieniły nie tylko nasz sposób życia, ale także wpłynęły na zmiany w biznesie, życiu społecznym i kulturze. W miarę rozwoju technologii możemy spodziewać się, że kody QR będą w przyszłości coraz bardziej ekscytujące!

Ilość danych, które można zapisać w kodzie QR, zależy od rodzaju danych i konkretnej konfiguracji kodu QR. Główne typy danych, które można zakodować w kodzie QR, obejmują:

● Liczby: można zapisać do 7089 znaków;

● Znaki: można zapisać do 4296 znaków (wliczając cyfry, litery i niektóre znaki specjalne);

● Binarny: może przechowywać do 2953 bajtów (może być używany do kodowania danych binarnych, takich jak obrazy lub pliki);

● Kanji: Można zapisać do 1817 znaków (służy do kodowania japońskich znaków Kanji).

Wartości te przedstawiają maksymalną pojemność danych każdego typu w idealnych warunkach.

Jednak na rzeczywistą ilość danych, które można przechowywać i niezawodnie dekodować, istotny wpływ mogą mieć inne czynniki.

Kody QR mogą przechowywać szeroką gamę informacji: zwykły tekst, adresy URL stron internetowych, adresy E-mail, numery telefonów, dane uwierzytelniające sieci Wi-Fi, wydarzenia w kalendarzu, linki do pobierania aplikacji i wiele innych.

Można go również używać do zaawansowanych funkcji, takich jak przechowywanie kontaktów vCard, współrzędnych lokalizacji i informacji o płatnościach Bitcoin.