# 條碼進化論

## 二進位
世界上可以分成 10 種人，懂二進位的人，以及不懂二進位的人。

## 條碼(barcode) -- 一維條碼
### 掃描原理
想要辨識條碼就要經過 掃描 與 解碼 兩個過程。


掃描:
當掃描器(有光筆、感光耦合元件(CCD)、雷射三種)光源發出的光在條碼上反射後，反射光照到掃描器內部的光電轉換器上，光電轉換器根據強弱不同的光訊號，轉換成相應的電訊號。

解碼:
電訊號輸出到放大電路增強訊號之後，再送到整形電路將類比訊號轉換成數位訊號。

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### 商品條碼的結構與編碼方式

▲ 以EAN-13來舉例

#### 條碼的結構

靜區：空白區域，除了能防止條碼周圍被占用，左空白也能讓掃描設備做好掃描準備,右空白則是保證掃描設備正確識別條碼的結束標記。

起始字元：第一位字元，具有特殊結構，當掃描器讀取到該字元時，就代表正式讀取代碼了。

資料字元：條碼的資料內容。(不同條碼種類有不同的編碼規則，甚至同種也會有不同的編碼規則)

校驗字元：檢驗讀取到的資料是否正確。(不同條碼種類可能會有不同的校驗規則)

終止字元：最後一位字元，具有特殊結構，掃描器讀取到該字元時，表示代碼掃描完畢，甚至還能作為二次校驗。

#### 編碼方式
▲ EAN-13的各代碼意義

##### EAN條碼之字元編碼構造

##### 左資料碼與右資料碼

##### 檢查碼

|4|7|1|0|0|1|8|1|6|5|1|0|8|
|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|
|B13|B12|B11|B10|B9|B8|B7|B6|B5|B4|B3|B2|C|

1. 先將B2,B4,B6,B8,B10,B12的值相加起來,然後乘以3
(0+5+1+1+0+7)*3=42

2. 將B3,B5,B7,B9,B11,B13的值相加起來
(1+6+8+0+1+4)=20

3. 將步驟1的值 加上 步驟2的值,取其個位數
42+20=62, 取個位數2

4. 用10去減掉步驟3取到的個位數
10-2=8
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### 常見的條碼種類(每個編碼方式不一定相同喔)
- Code39
常用於: 帳單
範例圖:
- Code 128
常用於: 身分證
範例圖:
- EAN-13
常用於: 商品
屬於國際標準條碼,在GS1系統稱之為GTIN-13條碼
範例圖:
- EAN-8
常用於: 面積比較小的商品
屬於國際標準條碼,在GS1系統稱之為GTIN-8條碼
範例圖:
- ITF-14
常用於: 外箱
只能用於標識非零售商品外箱
範例圖:
- ISBN
常用於: 書籍
國際標準書號長度為13碼或者10碼（在2007年1月1日之前）數字
範例圖:
- ISSN
常用於: 雜誌書刊
範例圖:

## 二維條碼(two-dimensional barcode)

### 為什麼要二維條碼


### QR code(Quick Response Code)

#### 尺寸

QR Code的尺寸越大，能夠承載的資訊量也就越多

#### 容錯能力

- L(低)：可修正7%的字碼。
- M(中)：可修正15%的字碼。
- Q(中高)：可修正25%的字碼。
- H(高)：可修正30%的字碼。

▲ 此圖為H等級容錯

#### 最大容量
容錯能力越高，同等級的QR Code能夠容量的資訊量就越少

就版本40和容錯等級L而言，最多可以存

#### 結構

#### 掩碼(Masking)
編碼結束之後，為了避免資料區域出現連續的空白、連續的黑色區域、或是和定位點相似的圖形，還會再進行掩碼程序，透過演算法，選擇合適的掩碼圖案


#### 編碼方式
每個Version的QR Code訊息編排順序都不同，容錯等級也牽涉到QR Code的訊息編排方式，因此就算是同樣的訊息，也會產生不同的QR Code。

### 常見種類

- PDF417 (注意此為堆疊式條形碼)

- QR code (矩陣條形碼)
- Data Matrix (矩陣條形碼)
常用於: 美國商品的廠商或檢驗單位
- MaxiCode (矩陣條形碼)
常用於: 美國的快遞公司
- CrontoSign (矩陣條形碼)
常用於: 瑞士銀行的電子銀行訪問和交易身份驗證

## 條碼小實作

請先安裝python圖像庫([pip install Pillow](https://pypi.org/project/Pillow/))

商品條碼 ([pip install python-barcode](https://pypi.org/project/python-barcode/))

from barcode import EAN13
from barcode.writer import ImageWriter

your_data = '4710088412539'

with open('barcode.png', 'wb') as f:
    EAN13(your_data, writer=ImageWriter()).write(f)


qr code ([pip install qrcode](https://pypi.org/project/qrcode/))

import qrcode 

your_data = 'something'

qr = qrcode.QRCode(
    version=1,
    error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_L,
    box_size=10,
    border=4,
)

qr.add_data(your_data)
qr.make(fit=True)

img = qr.make_image()
img.save("qrcode.png")


另一個qr套件 ([pip intall MyQR](https://pypi.org/project/MyQR/))

from MyQR import myqr

myqr.run(words = 'hi my friend',
         picture='rick-roll-rick-ashley.gif',
         version = 6,
         level = 'H', 
         colorized = True, 
         save_name = '動態qrcode.gif') 


甚至可以利用容錯特性加上logo

## 參考資料

[Andy的條碼世界](http://www.appsbarcode.com/index.php)
[Barcoding Frequently Asked Questions (FAQ)](https://www.barcodesinc.com/faq/)
[線上生成條碼，條碼生成器](https://www.gaitubao.com/hk/barcode)
[商品條碼的運作原理 | 一探啾竟 第9集 | 啾啾鞋](https://youtu.be/L4YNWUJD8Do)
[QR Code發展與歷史介紹：運作原理、特色、編碼結構分析](https://www.cool3c.com/article/150348)