矩阵中的模块放置 | Gaowan Liang’s Notion Blog

在上一步（结构化最终消息）中，交错数据和纠错码字，得到最终的位串。下一步是将它们与所需的功能模式一起放二维码矩阵中。功能图案是二维码规范所需的二维码的非数据元素，例如二维码矩阵角落的三个搜寻图案。本页说明何时以及如何放置功能图案和数据位。

术语：像素与模块

在此页面上，我将二维码的黑白方块称为模块而不是像素。这是为了区分屏幕上的像素和二维码的黑白方块。例如，版本 1 二维码始终是 21 x 21 个模块，即使它在计算机屏幕上占用 42 x 42 像素或 105x105 像素，依此类推。

函数模式概述

二维码必须包含功能图案。这些是必须放置在二维码的特定区域的形状，以确保二维码扫描仪可以正确识别和定向代码以进行解码。下图给出了功能模块是什么以及它们的位置的示例。

查找器图案(finder patterns)是左上角、右上角和左下角二维码角落的三个块。

分隔符(separators)是查找器图案旁边的空白区域。

对齐图案(alignment patterns)类似于查找器图案，但较小，并放置在整个代码中。它们用于版本 2 及更大版本，它们的位置取决于 QR 码版本。

定位图案(timing patterns)是连接查找器图案的虚线。

暗模块(dark module)是一个黑色模块，始终放置在左下角的查找器图案旁边。

以下各节更详细地解释了如何定位功能模块。

第 1 步：添加查找器图案

首先，将查找器图案放入矩阵中。查找器图案（如下所示）由一个外部黑色方块（7 个模块 x 7 个模块）、一个内部白色方块（5 个模块 x 5 个模块）和中间的实心黑色方块（3 个模块 x 3 个模块）组成。

查找器图案被设计为不太可能出现在二维码其他部分中的模式。查找器图案的模块宽度比例为 1：1：3：1：1。二维码扫描仪可以搜索这种明暗模块的比例，以检测二维器图案并正确定位 QR 码以进行解码。

无论使用哪个版本，查找器图案始终放置在 QR 码的左上角、右上角和左下角。

为了说明这一点，下图显示了取景器图案的位置。左边是版本 1 二维码，右边是版本 18 二维码。

二维码的大小可以用公式计算，其中V是二维码版本。例如，版本 32 是或 145 个模块乘以 145 个模块。因此，查找器图案的位置可以概括如下：

左上角查找器图案的左上角始终位于 (0,0)。

右上角查找器图案的左上角始终位于([(((V-1)*4)+21) - 7], 0)

左下角查找器图案的左上角始终位于(0,[(((V-1)*4)+21) - 7])

步骤 2：添加分隔符

分隔符是一行白色模块，一个模块宽，放置在查找器图案旁边，以将它们与 QR 码的其余部分分开。分隔符仅放置在接触 QR 码内部的查找器图案的边缘旁边。例如：

步骤 3：添加对齐图案

版本 2 及更大的二维码需要具有对齐模式。如下所示的对齐模式由 5 模块 x 5 模块黑色方块、内部 3 模块 x 3 模块白色方块和中间的单个黑色模块组成。

必须放置对齐模式的位置在对齐模式位置表中定义。这些数字将用作行坐标和列坐标。例如，版本 2 具有数字 6 和 18。这意味着对齐模式的中心模块将放置在(6, 6), (6, 18), (18, 6) 和 (18, 18)处。

对齐图案位置表

但是，在放置查找器图案和分隔符后，必须将对齐模式放入矩阵中，并且对齐模式不得与查找器图案或分隔符重叠。下图显示了版本 2 代码，该代码在上一段中描述为具有以（6， 6）、（6， 18）、（18， 6）和（18， 18）为中心的对齐模式。但是，如左图所示，以红色突出显示的对齐图案不得放置在矩阵中，因为它们与取景器图案和分隔符重叠。与查找器图案或分隔符重叠的对齐模式只需从矩阵中省略即可。

为了进一步说明对齐图案的位置，下图显示了版本 8 二维码的对齐图案。对齐图案位置表列出了6、24和42作为版本8的对齐图案位置。这三个数字的所有组合被用作对齐模式的坐标。

步骤 4：添加定位图案

定位图案是两条线，一条水平，一条垂直，交替的暗模块和亮模块。水平定位图案放置在分隔符之间的二维码的第 6 行。垂直定位图案放置在分隔符之间的 QR 码的第 6 列上。定位图案始终以暗模块开始和结束。对齐图案可能与定位图案重叠，因为它们的亮模块和暗模块始终与定位图案的明暗模块重合，如下图所示。下图显示了不同版本的二维码上的定位图案。

步骤 5：添加暗模块和保留区域

几乎是时候将数据位添加到二维码矩阵中了。但是，在此之前，必须添加暗模块，并且矩阵的某些区域必须保留用于格式和版本位，稍后将添加。

暗模块

如本页前面所述，所有二维码在左下角的查找器图案旁边都有一个深色模块。更具体地说，暗模块始终位于坐标([(4 * V) + 9], 8)，其中 V 是二维码的版本。

保留格式信息区域

必须为格式信息区域保留分隔符旁边的模块条，如下所示：

在左上角查找器图案附近，必须在分隔符的下方和右侧保留一个模块条带。

在右上角查找器图案附近，必须在分隔符下方保留一个模块条带。

在左下角查找器图案附近，必须在分隔符的右侧保留一个单模块条带。

下图以蓝色显示保留区域。无论二维码是什么版本，它们始终沿着分隔符放置。

保留版本信息区域

二维码版本 7 及更高版本必须包含放置版本信息位的两个区域。这些区域是左下角查找器图案上方的 6x3 块和右上角查找器图案左侧的 3x6 块。下图以蓝色显示保留区域的位置。

步骤 6：放置数据位

现在是时候将数据位添加到二维码矩阵中了。位以特定模式放置。

放置方式

数据位从矩阵的右下角开始放置，并在 2 个模块宽的列中向上放置。对 0 使用白色像素，对 1 使用黑色像素。当列到达顶部时，下一个 2 模块列紧邻前一列的左侧开始并继续向下。每当当前列到达矩阵的边缘时，移动到下一个 2 模块列并更改方向。如果遇到功能图案或保留区域，则数据位将放置在下一个未使用的模块中。

下图显示了将数据位放置在二维码中的模式。请注意，当达到垂直定位图案时，下一列将从其左侧开始。