阐述二维码的原理以及使用google api和PHP QR Code来生成二维码

时间:2024-03-07 14:01:25

一、什么是二维码:
二维码 (2-dimensional bar code),是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)
分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的。
在许多种类的二维条码中,常用的码制有:Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K等。
    1.堆叠式/行排式二维条码,如,Code 16K、Code 49、PDF417(如下图)等
    2.矩阵式二维码,最流行莫过于QR CODE ,我们常说的二维码就是它了。
二维码的名称是相对与一维码来说的,比如以前的条形码就是一个“一维码”,
它的优点有:二维码存储的数据量更大;可以包含数字、字符,及中文文本等混合内容;有一定的容错性,二维码的容错率后面会介绍,这个很重要,一般的二维码你遮住部分任然能够解码,这是因为生成器会将部分信息重复表示(也就是冗余)来提高其容错度,所以你看到很多二维码中间还带了logo;空间利用率高等。
矩阵式二维码
二、QR CODE 介绍
QR(Quick-Response) code是被广泛使用的一种二维码,解码速度快。它可以存储多用类型
QR code
如上图时一个qrcode的基本结构,其中:
位置探测图形、位置探测图形分隔符、定位图形:用于对二维码的定位,对每个QR码来说,位置都是固定存在的,只是大小规格会有所差异;
校正图形:规格确定,校正图形的数量和位置也就确定了;
格式信息:表示改二维码的纠错级别,分为L、M、Q、H;

版本信息:即二维码的规格,QR码符号共有40种规格的矩阵(一般为黑白色),从21x21(版本1),到177x177(版本40),每一版本符号比前一版本 每边增加4个模块。
数据和纠错码字:实际保存的二维码信息,和纠错码字(用于修正二维码损坏带来的错误)。

简要的编码过程:
    1. 数据分析:确定编码的字符类型,按相应的字符集转换成符号字符; 选择纠错等级,在规格一定的条件下,纠错等级越高其真实数据的容量越小。

    2. 数据编码:将数据字符转换为位流,每8位一个码字,整体构成一个数据的码字序列。其实知道这个数据码字序列就知道了二维码的数据内容。
二维码的数据内容
二维码的数据内容            数据可以按照一种模式进行编码,以便进行更高效的解码,例如:对数据:01234567编码(版本1-H),
            1)分组:012 345 67
             2)转成二进制:012→0000001100
                                                   345→0101011001
                                                    67 →1000011
              3)转成序列:0000001100 0101011001 1000011
              4)字符数 转成二进制:8→0000001000
              5)加入模式指示符(上图数字)0001:0001 0000001000 0000001100 0101011001 1000011
           对于字母、中文、日文等只是分组的方式、模式等内容有所区别。基本方法是一致的

    3. 纠错编码:按需要将上面的码字序列分块,并根据纠错等级和分块的码字,产生纠错码字,并把纠错码字加入到数据码字序列后面,成为一个新的序列。
二维码纠正容量        在二维码规格和纠错等级确定的情况下,其实它所能容纳的码字总数和纠错码字数也就确定了,比如:版本10,纠错等级时H时,总共能容纳346个码字,其中224个纠错码字。
        就是说二维码区域中大约1/3的码字时冗余的。对于这224个纠错码字,它能够纠正112个替代错误(如黑白颠倒)或者224个据读错误(无法读到或者无法译码),
        这样纠错容量为:112/346=32.4%
       
    4. 构造最终数据信息:在规格确定的条件下,将上面产生的序列按次序放如分块中
        按规定把数据分块,然后对每一块进行计算,得出相应的纠错码字区块,把纠错码字区块 按顺序构成一个序列,添加到原先的数据码字序列后面。
        如:D1, D12, D23, D35, D2, D13, D24, D36, ... D11, D22, D33, D45, D34, D46, E1, E23,E45, E67, E2, E24, E46, E68,...

构造矩阵:将探测图形、分隔符、定位图形、校正图形和码字模块放入矩阵中。
        二维码的矩阵结构    
把上面的完整序列填充到相应规格的二维码矩阵的区域中
    6. 掩摸:将掩摸图形用于符号的编码区域,使得二维码图形中的深色和浅色(黑色和白色)区域能够比率最优的分布。
    7. 格式和版本信息:生成格式和版本信息放入相应区域内。
        版本7-40都包含了版本信息,没有版本信息的全为0。二维码上两个位置包含了版本信息,它们是冗余的。
        版本信息共18位,6X3的矩阵,其中6位时数据为,如版本号8,数据位的信息时 001000,后面的12位是纠错位。
那么利用PHP如何生成QR二维码呢?
(1)利用Google API生成二维码:

  1. $urlToEncode="http://www.phpddt.com";
  2. generateQRfromGoogle($urlToEncode);
  3. /**
  4. * google api 二维码生成【QRcode可以存储最多4296个字母数字类型的任意文本,具体可以查看二维码数据格式】
  5. * @param string $chl 二维码包含的信息,可以是数字、字符、二进制信息、汉字。不能混合数据类型,数据必须经过UTF-8 URL-encoded.如果需要传递的信息超过2K个字节,请使用POST方式
  6. * @param int $widhtHeight 生成二维码的尺寸设置
  7. * @param string $EC_level 可选纠错级别,QR码支持四个等级纠错,用来恢复丢失的、读错的、模糊的、数据。
  8. * L-默认:可以识别已损失的7%的数据
  9. * M-可以识别已损失15%的数据
  10. * Q-可以识别已损失25%的数据
  11. * H-可以识别已损失30%的数据
  12. * @param int $margin 生成的二维码离图片边框的距离
  13. */
  14. function generateQRfromGoogle($chl,$widhtHeight =\'150\',$EC_level=\'L\',$margin=\'0\')
  15. {
  16. $chl = urlencode($chl);
  17. 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.\'"/>\';
  18. }


(2)利用PHP二维码生成工具PHP QR Code生成二维码
PHP QR Code是一个PHP二维码生成类库,官网地址:http://phpqrcode.sourceforge.net/
下载完成后,你只需要使用phpqrcode.php就可以生成二维码(开启gd2)了。因为文件代码太长,这里只解释下生成二维码的函数和参数:

  1. /**
  2. *
  3. * @param type $text 生成二位的的信息文本
  4. * @param type $outfile 是否输出二维码图片文件
  5. * @param type $level 容错率,也就是二位可被覆盖的区域还能识别 分别是L(QR_ECLEVEL_L,7%),M(QR_ECLEVEL_M,15%),Q(QR_ECLEVEL_Q,25%),H(QR_ECLEVEL_H,30%)
  6. * @param type $size 生成图片大小默认是3
  7. * @param type $margin 二维码周围边框空白区域margin值
  8. * @param boolean $saveandprint 保存二维码并显示
  9. * @return type
  10. * @edit link <http://www.phpddt.com>
  11. */
  12. publicstaticfunction png($text, $outfile =false, $level = QR_ECLEVEL_L, $size =3, $margin =4, $saveandprint=false)
  13. {
  14. $enc =QRencode::factory($level, $size, $margin);
  15. return $enc->encodePNG($text, $outfile, $saveandprint=false);
  16. }


使用起来灰常简单的:

  1. include \'phpqrcode.php\';
  2. QRcode::png(\'http://www.phpddt.com\');
  3. //还可以保存图片
  4. //QRcode::png(\'http://www.phpddt.com\', \'test1.png\', QR_ECLEVEL_L, 5, 0);


生成带logo的二维码图片:

  1. include \'phpqrcode.php\';
  2. $value =\'http://qr.phpddt.com\';
  3. $errorCorrectionLevel =\'L\';
  4. $matrixPointSize =6;
  5. QRcode::png($value,\'phpddt.png\', $errorCorrectionLevel, $matrixPointSize,2);
  6. echo "QR code generated"."<br />";
  7. $logo =\'logo.png\';
  8. $QR =\'phpddt.png\';
  9.  
  10. if($logo !== FALSE){
  11. $QR = imagecreatefromstring(file_get_contents($QR));
  12. $logo = imagecreatefromstring(file_get_contents($logo));
  13. $QR_width = imagesx($QR);
  14. $QR_height = imagesy($QR);
  15. $logo_width = imagesx($logo);
  16. $logo_height = imagesy($logo);
  17. $logo_qr_width = $QR_width /5;
  18. $scale = $logo_width / $logo_qr_width;
  19. $logo_qr_height = $logo_height / $scale;
  20. $from_width =($QR_width - $logo_qr_width)/2;
  21. imagecopyresampled($QR, $logo, $from_width, $from_width,0,0, $logo_qr_width, $logo_qr_height, $logo_width, $logo_height);
  22. }
  23. imagepng($QR,\'www.phpddt.com.png\');

QR二维码生成演示