从超市支付凭证到地铁乘车码、从网站链接的快速分享到信息的安全验证……二维码（Quick Response Code）无处不在，它就像一把隐形的万能钥匙，轻松打开便捷高效的信息交互之门。

那么，这个看似简单却又功能强大的小方块背后，又隐藏着怎样的科技奥秘呢？如果全世界的人每天都用，有一天它会被消耗完吗？

二维码是什么？

二维条码/二维码（2-dimensional bar code）是一种通过使用特定几何图形，按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形来记录数据符号信息。在代码编制上，它巧妙利用构成计算机内部逻辑基础的“0”“1”比特流概念：若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，并通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。

简单而言，二维码就是将特定几何图形和黑白方块规律地分布在图案中，其中白色方块表示“0”，黑色的方块表示“1”，由黑白方块排列组成的二进制代码就可以被计算机识别。二维条码/二维码能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，所以能在很小的面积内表达大量的信息。

为什么二维码之间“长相”不同？

事实上，虽然我们每天使用很多二维码，但它们的“长相”却各不相同，比如机票上二维码和我们日常使用的二维码之间就有区别，这是因为二维码的码制不同，移动支付（如支付宝和微信）这种QR码（快速响应码）就只是 “码制”的一种。

目前市场上存在多种二维码码制，通常分为堆叠式/行排式二维条码和矩阵式二维码。

堆叠式/行排式二维条码，又称为“堆积式二维条码”或“层排式二维条码”，其原理是：在一维条码基础之上，按需要堆积成两行或多行。较为典型的行排式二维码有CODE49、CODE 16K和PDF417等。

常见于机票上的PDF417 二维码 （红框所示）

矩阵式二维条码，又称为“棋盘式二维条码”，是指在一个矩形空间内，通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。具有代表性的矩阵式二维条码有：code one、maxi code、QR code、 data matrix等。

所以，我们常见的QR CODE只是二维码码制的一种，也就是说，QR CODE是二维码，但二维码不只是QR CODE。

为什么有的二维码缺了一块也能扫？

这就要归功于QR码在发明时的“容错度”设计了，它是指在二维码图案中允许的错误和损坏的程度。这意味着即使二维码出现了一定程度的污损或者损坏，仍然能够被正确读取。其设计原理是通过在二维码数据编码过程中加入特定的冗余信息和纠错算法实现的。这种冗余设计就像是“多存储一份”信息，确保二维码在部分受损时仍能被正确解读。QR码在生成时可以选择四种程度的容错度（可修正的字码量），分别是L（低）、M（中）、Q（四分之一）、H（高），对应不同的容错比例。

假设你在生成二维码时选择了H档容错度，代表即使30%的图案被遮挡，二维码也可以被正确扫描。

长按扫描以下两个被遮挡的二维码，体验二维码的容错度设计。

在实际应用中，这种容错度设计可以让二维码更加稳定和可靠。例如，在印刷质量不高、扫描环境复杂或摄像头质量不佳的情况下，容错度能够保证二维码被准确地读取。

也正是因为容错度的存在，许多二维码中央都可以加上LOGO或其他图案，只要这些图案的覆盖面积控制在一定的范围内，就不会影响二维码的读取。

二维码会被“扫”光吗？

从理论上回答：会！

因为二维码尺寸固定，所以排列组合的黑白方块数量是有限的，当存储的数据超过容量限制时，就会被用完。

但是在实际应用中，二维码的容量远远超过我们通常需要存储的数据量。

以平时使用的微信付款码为例，其尺寸规格为25x25，那么在这个二维码矩阵中有 625 个小方块，除去一些定位、纠错等功能的方块，还剩 478个方块。每个方块有黑白两种颜色，排列组合后，即可以组成2*478 个不同的二维码。

假设一年会用掉6000亿个二维码。那用掉25X25这一个尺寸产生的二维码，大概需要2*478/6000亿=1.301×10*132 年，大约是……好多好多亿年。

更何况，现在的二维码有40个官方版本。从版本1到40，最小为21*21、最大为177*177矩阵。

所以，根本不需要担心二维码会被“扫完”啦！

随着社会的发展，二维码的应用场景也在不断扩大：从最初的商品溯源、支付凭证，到现在的社交分享、信息安全验证…它已经渗透到我们生活的方方面面。

二维码独特的编码原理、容错设计以及广泛的应用场景，都保证了它在现代社会中的稳定性和可靠性。伴随着科技的不断进步，未来的二维码技术会更加先进和智能化，也将继续发挥其在信息传递和交互方面的重要作用，成为数字时代不可或缺的一部分。

参考资料：

1. 广东共青团公众号：《二维码会被人类扫完吗？》

2. 果壳公众号：《为什么缺了一块的二维码，也能顺利扫出来？》，作者：小行踪、安然；

3. 淮北市科协公众号：《什么是二维码？》