艺术二维码生成原理和实践

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作者：熊整文

二维码现在是大街小巷的标配设计，只要用手机扫一下就能快速的进入相应的页面，可以跳转到相应页面，或是查看名片、付款、收红包等等。本文依据二维码的生成原理，用艺术图标替代枯燥的黑白二维码，赋予二维码艺术性和鲜活的个性。

一. 二维码原理

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。二维码的优点：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（在部分损坏以后可以正常读取）；空间利用率高。

如下图所示：

1. 二维码 QR(Quick-Response) code

是被广泛使用的一种二维码，解码速度快。它可以存储多种类型。如下图是一个qrcode的基本结构

2. 艺术二维码

依据二维码的结构特性，加入丰富生动的图案，提升其美观性。其原理就是针对黑白二维码中的黑色码元，用色彩绚丽的图案进行替换。

二. 艺术二维码生成方法

1.生成二维码的原始数据矩阵。

有很多开源的库工具可以直接用来生成二维码的BitMatrix，比如应用较广泛的google提供的zxing库。

代码如下：

2.格式化BitMatrix，找出其中所有码元点，和符合特定矩形形状的码元集合。

按照二维码的原则，在BitMatrix中，先找出左、右、下等3个回字形定位符；然后遍历在BitMatrix，找出所有的码元点，再从码元点中找出特定矩形框(也即实际需求对二维码中要替换成特定图标的矩形框，比如33,23,22,12等)。

bitMatrix = new QRCodeWriter().encode(url, BarcodeFormat.QR_CODE, 0, 0, hints);

这句是用url链接来生成BitMatrix的，其中要传入需要生成矩阵的宽和高，经过对比，发现这里可以取巧，设置宽和高为0，这样生成的矩阵最小(保证码元点信息无遗漏)，每个码元点的宽度为1个单位，后续可以省去再去查找定位符以及计算码元点宽度的步骤。

3.绘制图形。

依据前面两步对BitMatrix的操作，将找出的定位符用符合定位符特征的图片绘制到画布上，再将各个特定矩形框也以相应的宽高尺寸绘制到画布，然后将单个的码元点以简单的图标绘制上去，最后还可以利用二维码的容错机制，在画布的中央小块位置画上个性化的头像。

至此，二维码图片Bitmap就已经生成OK了。

三. 总结

利用二维码的结构特性，将其中连成片的特殊形状用个性化的图片代替，可以使二维码更加美观和生动。

在手Q中，用此方法，实际可用生成面对面红包、付款码等二维码图形。