二维码的工作原理是什么？每天都在扫，会被用完吗？

说到二维码，大家再熟悉不过了，我们每天都会扫一扫，支付、加好友、登录账号、进出车站等等，它存在于我们生活的方方面面，用途广泛，已经成为我们不可或缺的朋友。

总之，这个由黑白两种颜色小方块组成的图案，是我们很得力的助手，那么，为什么只要我们随便一扫，它总能带给你所需？

二维码与条形码的比较

简单的说，二维码是一种开放性的信息存储器，它能将固定的信息存储在自己的黑白小方块之中。而且它可以无限使用，对识别器没有任何要求，任何设备只要带扫一扫的功能，都可以将它所存储的信息读取出来。

它的工作原理就跟商品外包装上的条形码一样，只不过条形码是通过黑白条纹来存储商品的信息的。

虽然它们的原理相同，但条形码的信息存储量比二维码要少的多，条形码只能进行最基本的信息存储。这主要是由于条形码只能在水平方向进行识别，而条形码的水平宽度有限，信息存储量无法拓展。

二维码的工作原理

与条形码想相比，二维码把黑白条纹改成黑白小方块，加大了信息的存储量，也能表示更多的数据类型，在读取信息的同时，可以从水平方向和垂直方向来读取，这样又能加入更多的信息在二维码之中。

二维码工作的原理其实就是二进制算法。二进制是将所有的语言信息用机器语言0和1表达出来。世界上的各种各样的语言文字至少有上千种，人可以通过学习别人的语言来进行翻译，但机器却不可以。

为使机器识别出不同的语言文字，科学家们将读音不同意思相同的语言转换成了数字编码，比如说英文的“one”和汉字的“一”是意思相同的，都可以由二进制编码“00000001”表示出来。

可以说，二进制编码是一切语言的翻译器，同样我们可以在文字语言和机器语言之间相互转换。

二维码就是将我们能看懂的文字语言，以机器语言的形式来存储。其中黑色小方块代表的是1，白色小方块代表的是0，黑白相间的图案其实就是一串编码，扫码的过程即翻译编码的过程。

那编码起始位置怎么定位呢？我们注意到，每个二维码的边角部位都有三个位置探测图形（大方块），由此来起到定位作用。三个点能确定一个面，这能保证我们在扫码时，不管手机横着扫、竖着扫或者斜着扫，都能获得特定的信息。

二维码的颜色

那么二维码为什么是单一的黑白形式？这也跟二进制有关，即黑色的小方块代表1，白色小方块代表0，所以常见的二维码都是以黑白的形式来展现。

通常我们所看到的以及大多数软件生成的二维码都是黑色的，但事实上彩色的二维码生成技术也并不复杂，并且备受年轻人的喜爱，有一些网站也可以提供彩色二维码在线免费生成的服务。

当然彩色二维码，会具有普通黑白二维码的所有功能，呈现出来的是彩色外观。制作彩色二维码也是有要求的，即前景色必须为深色，背景色必须为浅色，而且定位点的颜色与其他方块的颜色尽量类似，不然就会影响识别。

二维码还有哪些亮点？

基于二维码的纠错功能，即使二维码部分被覆盖或丢失，扫描设备依然能够识别出其记录的完整信息。

当前已有不少“个性二维码”的生成工具，把一些个性图案与二维码进行合成，得到个性化并能被扫描设备识别的二维码，这种“个性二维码”得到人们喜爱并且也流行起来。

二维码会用完吗？

全世界每天消耗二维码100亿个，每年消耗3.65万亿个。二维码会用完吗？

目前，标准的二维码共有40种，最小为21×21矩阵，最大为177×177。

这里以33×33版本为例，来说明一下二维码的数量有多少：

此版本中，总共包含了1089个方块。不过，并不是每个块都能填进去有意义的信息。其中，有三个黑色的大方块用于扫描定位，不包含信息。每个用于定位的黑色大方块由7×7=49个小块组成，定位用掉的方块总数为49×3=147块。因此，用于表示信息的方块总数为1089-147=942块。每个方块有两种填充方式，要么0要么1，所以33×33版本的二维码总数为2^942，即3.7×10^283（37后面跟了282个0）。

假设全世界每天消耗二维码100亿个二维码。如果自宇宙在138亿年前诞生以来，人类就开始以这个速度消耗二维码，人类也才用了5.0×10^22个。也就是说，33×33版本足够人类使用7.3×10^260个“138亿年”，或者说10^271年，即1000万亿亿…前后共计33个亿…亿亿年。

如果再算上另外39个版本，二维码总数更加巨大，例如，177×177版本的变化总数高达5.2×10^9386（2^31182）。理论上，如果人类能够在宇宙中存在足够漫长的时间，二维码是可以用完的，但这个时间实在太漫长了，也许就连宇宙本身都等不到那一天。

即便二维码真的用完，说不定遥远未来的人类还会继续增加更多的维度，其变化形态将会更多。