艺术二维码设计初探

二维码这东西,属于“墙内开花”。在国外远远没有这么火的技术,在国内却被微信发扬光大。

笔者被近期看到的很多东西刺激到了,那就是二维码、二维码以及二维码。不是普通的二维码,是花枝招展的艺术二维码。虽然不符合二维码通行标准(严格来说,修改二维码的样式使其不再为黑白是不合法的),但由于商业需要,艺术二维码还是被大量推广起来。

现在市面上的教程动辄上百,本着探索、共享的精神,从今天开始笔者将不定期研究艺术二维码的构造方式。


二维码技术相关

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上图为现在市面上常见QR码的格式。

其中每个小方块被成为“二维码单元”,简称”码元”。在默认规则下,码元必须是正方形的。二维码还由其他几个重要部分组成:

  1. 定位标志。即三个角落的比边长为7个双环方块,定位标志周围必须有一圈空码元。定位标志的破损将直接破坏二维码可读性,因为定位表示是二维码模式识别的主要标志。
  2. 校正标志。在三个定位标志的基础上进行角度校正的标记,破坏也将直接破坏可读性。
  3. 静态区域。在二维码周围的留白,便于机器读取。

而其他区域不需要我们过多记忆,尤其是数据需求模块的内容,不仅允许遮盖,而且还有较大的容许度。这被称为二维码的“容错率”,不同编码的二维码容错率在7-30%之间,这就是为什么二维码中间出现Logo,或者将鼠标悬停在二维码上,一般不影响读取的原因。但对二维码的破坏会影响二维码的读取速度,因为更多的错误意味着更繁琐的解码过程。


扫描技术相关

二维码是通过密钥+内容的方式来计算结果的,这也就是为什么二维码有一定纠错能力。但扫码需要看软件,上文虽然提到QR码需要由正方形码元构成,但扫码软件的算法却不一定是完全相同的。尤其是对某张图片的特征识别和码元提取上。

国内最强大的扫码软件是微信,很多艺术二维码虽然不能在支付宝等软件内扫除,在微信里却可以。


二维码设计者声明参考

  • 在QR码上重叠插图或加以设计变形,就需要利用QR码的纠错功能进行读取。请注意,二维码有时会因为一点污痕或缺失而无法读取,或者读取速度变慢。
  • 为了确保稳定的读取,还是建议遵从根据JIS、ISO的规格制定的内容加以利用。
  • 而且,在QR码上重叠插图或加入设计与QR码的规格不符,有可能无法形成QR码。
  • DENSO WAVE INCORPORATED不行使专利权仅限于符合JIS、ISO规格的QR码,那些与规格不符的QR码不在此列,因而DENSO WAVE INCORPORATED有可能会行使专利权。 若考虑在QR码上重叠插图或施加设计的使用方法,请事先与DENSO WAVE INCORPORATED联系。

实际测试

经过上面简单的知识储备,进入实战环节。

1.首先我们使用本站连接【http://www.kamilet.cn】生成二维码。具体生成软件可以自行百度得到很多。

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2.然后,我们对二维码进行简单处理,并测试是否可以顺利读取。

这里使用了AI,对矢量的二维码进行切割,使得每个码元单独分开。经测试,在微信下下图的二维码是可读的。

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3.置换测试。

根据对二维码定位标志的研究,发现只要符合“含有大中心点环状块”,即符合最基本的机器学习规则。

于是这里大胆使用了圆圈进行置换,而内部区域使用了线条、点以及带花纹的线条(路)来测试。

经测试,本二维码微信可扫,支付宝不可扫。

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4.2.5D置换测试。

将上图进行2.5D处理,加入一些细节让二维码更加美观。在这里使用了一些要素来进行实战测试:

  1. 途中黄点是低灰度点,而蓝点是高灰度点。
  2. 喷泉和树的设计不同程度上对定位标志进行了破坏,黑黄的停机坪标志破坏了三个定为标志的一致性关系。
  3. 大部分数目并非准确地对到了码元所在点上。
  4. 汽车元素破坏了连续路径的一致性。

经测试微信依然可读。

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目前得出结论

  1. 微信的读码能力高于大多软件,多用于微信的二维码可以更大胆地设计。
  2. 码元剥离并非是通过对比度来实现的,也不限于正方形,有很大的开发空间。相对来讲,和背景的亮度反差是微信提取码元的关键。
  3. 码元实际被提取的是阵列的中心点,所以整体偏移后,只要中心点仍符合亮度对比条件,也可以被读取。

目前的研究成果大体如此,欢迎扫码浏览本站,改日我们继续~

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卡米雷特

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