《3小時搞懂日常生活中的科學！【圖解版】》：條碼或QR碼的原理是怎麼樣的？

文：左卷健男

【條碼或QR碼的小時原理是怎麼樣的？】

刷條碼可以讀取商品價格，刷QR碼可以立刻知道地址和減價資訊。搞懂它們是日常用什麼樣的規則在讀取資料呢？

條碼的原理

用於所有商店的一切生活用品，也最為民眾所熟悉的生活條碼是日本商品條碼JAN碼 [1]（Japan Article Number），把條碼的科學紋路放大，就可知道它是圖解由七條白色與黑色的線（模組）組成，用來代表一個數字。版條

一般的碼或碼的麼樣JAN碼有13位數，首先最左側的原理2位數是「國碼」，這個數字是小時全球性的EAN協會所管理，日本取得49與45兩個國碼。搞懂國碼之後的日常7位數數字是「企業廠商碼」，接受企業單位申請，生活由流通系統開發中心設定。科學接下來的圖解「商品品項碼」是3位數，企業單位可在001到999的範圍內，選擇任意數字設定。

一般來說，同一規格的商品會貼上相同的條碼，再由商店來設定價格。掃描條碼時，會照會該商店的數據庫， 所以，可以隨商店或是視日期來改動價格。

末尾的「檢查碼（CD）」是為了防止讀取錯誤而設的。與其他的碼不同，是結合幾個計算方法算出來的。

例如，從右起看檢查碼CD之外的12位數，奇數行相加乘以三，再加偶數位的和。再用10減去答案的個位數，該數字就設定成檢查碼CD。（檢查碼的計算公式寫在圖中）

這樣算出的JAN碼，會在製造廠或發行商包裝的階段印刷， 這叫做「source marking」

至於像生鮮食品（青菜或肉等），以重量來標示個別價格的商品，使用只有該商店流通的「Instore marking」條碼。這時，相當於國碼的最前兩碼，會使用20～29的數字，以避免混淆。

書籍的JAN分成兩段，第一段從「978」開始，接著是ISBN書籍分類號碼，最後以檢查碼收尾。第二段從「192」開始，標示日本專有的圖書分類與未稅本體價格，最後也以檢查碼結束圈 [2]。

另外，條碼是用光讀取資料，基本上只要對上紅色的LED光， 就會讀取黑線（模組）與白線，轉換為0與1的數據信號。條碼識讀器正是利用黑線和白線對光的反射率不同來讀取條碼數據的。

多虧了這個架構的功勞，顛倒的條碼也能正確讀取。因為以中央碼為界，分成左右兩邊，將左右相同數字的表現方法（黑模組與白模組的七碼組合）做了改變。

例如，同樣是「9」，在左側時是「0001011」，在右側時是「0010111」，將顛倒狀況考慮進去，變換不同的電子信號以作區別。

Photo Credit: 好讀出版

QR碼的原理

QR碼（Quick Response Code）是日本Denso Wave公司於1994年開發的二維條碼識別碼，為重視高速讀取的「進化形條碼」。尤其是在手機鏡頭可以讀取之後，快速普及開來 [3]。

稱它「進化形」的原因，來自幾個特色：比起條碼，它所含的資訊量大增， 而且髒汙、破損就算達到30％，數據也能修復，而且它的標示只需要條碼的十分之一面積。

以前條碼處理的資訊量最多20行，相較之下QR碼因有二維方向的條碼可做變化，容量極大，最大資料容量是7089字（只含數字時）。數據修復稱為「錯誤訂正功能」，因QR碼內特殊圖案設計和辨識定位標記有容錯能力，QR碼圖形如果有破損，仍然可以被機器讀取內容。製作數據的人，也可以選擇可修復的標籤。

QR碼被運用在各種不同的領域， 除了官方網站的網址、簡單取得特賣資訊等促銷用途之外，也應用在電子票卡或機場的登機證。在社群媒體上，也提供以QR碼與粉絲或朋友共享訊息的服務。

最近，也能看到與插圖或照片組合、設計性高的QR碼，任何人都能製作它，各位不妨來挑戰看看。

附註

[1] 台灣所使用的商品條碼為EAN碼，全名為European Article Number（歐洲商品條碼），台灣在1985年加入EAN會員，現在買東西結帳時，服務人員掃瞄商品上的條碼就是EAN條碼。台灣國碼為471。

[2] 本書封底也印有ISBN碼，不妨參考看看。台灣的ISBN條碼第二段為957或986。

[3] Denso Wave公司雖然保有QR碼的專利，但並未行使權利，而是將格式公開，讓任何人都能使用它。因此現在全世界不用花成本便能使用這種編碼。

相關書摘 ►《3小時搞懂日常生活中的科學！【圖解版】》：紙尿布和衛生棉為什麼吸滿水分卻不會漏？

書籍介紹

本文摘錄自《3小時搞懂日常生活中的科學！【圖解版】》，好讀出版

作者：左卷健男
譯者：陳嫻若

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