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QR 碼:定義、機制和使用案例說明

QR 碼是一種二維條碼,可以處理各種數據資料(數字、英文字母、國字、符號、日文假名、二進制、控制碼等)。它可以儲存大量的資料:7089 個字符(僅限於數字)。如今,QR 碼的使用無所不在,例如,在郵局建立票據、登入社群媒體帳戶,和掃描活動門票等。本文將介紹 QR 碼是什麼,其背後的含義、如何運作、類型以及使用案例。

Kelly Hsieh

Kelly Hsieh

QR 碼:定義、機制和使用案例說明

QR 碼是什麼?

QR 碼的 QR 是「Quick Response(表示快速反應)」的縮寫,因為發明者希望其內容可以被快速讀取解碼。QR 碼是一種強調快速讀取的矩陣式二維碼,是由日本汽車大型零件製造商電裝公司(Denso Wave)於 1994 年所發明設計。

當初開發二維條碼是為了解決一維條碼「只能處理大約 20 個字母數字字符」和「不能表現日本的漢字和假名」的問題。當時正在開發一維條碼掃描器的電裝公司為解決此一問題並滿足用戶需求,居然僅用兩個人的力量,就開發出一種新式二維條碼。QR 碼比起原本的一維條碼,有更快速讀取和更大儲存資料容量的特性,而且相較於一維條碼需要直線對準掃描器才有辦法正確讀取,QR 碼從任何角度都能讀取的便利性,使其在發明後被廣泛的普及。

由兩個人協力所開發出來的 QR 碼,現在已經被廣泛接受,成為一種使人們生活更加便利和舒適的技術,並且在各處都可以看到使用它的蹤跡。QR 碼之所以受歡迎,是因為其屬公開資源,且使用上不需要任何複雜的程序或支付任何費用。此外,QR 碼在 2000 年成為國際標準,由於其便利性和簡單好上手的特性,現不僅在日本,在全世界各地都被廣泛使用在各個領域中。

QR 碼的規格和機制

QR 碼由「垂直和水平」排列的點所組成。此種二維碼可以比一維條碼編碼更多、更複雜的資訊,除了文本資料,還可嵌入圖像、音訊數據資料。其中 QR 碼常見的資訊內容包含:電子郵件、電話號碼、地址、行事曆活動、網路連結等,因此在進行文字傳輸、網址快速連結、數位內容下載,以及身份、物品的鑑別和商務交易的應用上,發揮了極大的作用。

雖然 QR 碼的讀取方式看起來似乎很神奇,但 QR 碼的規格背後其實有一定的規則可循,本節將介紹 QR 碼的規格以及構成 QR 碼每個元素的作用機制。

QR 碼

1. 定位標記

排列在 QR 碼左上、右上及左下角的三個像「回」字一樣的檢測標記。無論定位標記的佔比大小,黑色圖塊與白色圖塊的比例都是「1:1:3:1:1」。由於此特徵,無論從任何角度掃描 QR 碼,都能正確讀取資訊。

2. 定時資訊

係指用於確定 QR 碼座標的定位標記間,黑色與白色圖塊交替排列的圖塊樣式。

3. 校正圖塊

位於 QR 碼右下角一個類似眼球的小元件,用於補正因變形而造成的位置偏差。即使不是從正面讀取 QR 碼,或是印在曲面上的 QR 碼變形扭曲,也可以透過計算每個圖塊的位置偏差來讀取內容。

4. 格式資訊

這是 QR 碼中,內涵關於容錯率和所使用掩碼類型資訊的部分。在解碼時,這部分會首先被讀取。

5. 圖塊樣式

係指構成 QR 碼的黑色與白色方塊。也被稱為圖塊,它們代表 QR 碼中的數據資料。

6. 非資訊區

指的是 QR 碼周圍空白的區域。非資訊區是要正確讀取編碼所需的適當留白空間。

包含上述元素的 QR 碼,由二維條碼圖像感測器掃描檢測,再由處理器進行數據處理。然後,透過將 QR 碼分割成一個個網格,並為各個網格的賦值進行分析。最終,讀取器將其組成一個整體,進而可以提取儲存在編碼中的所有信息。

QR 碼的類型

QR 碼主要可分為三種類型,每種可以儲存的資訊量和功能都各有不同。

  • 模型 1:第一個被創建的 QR 碼,也是模型 2 和微型 QR 碼(Micro QR)的原型。最大版本為 14(73×73 圖塊),最多可以處理 1167 位數字。
  • 模型 2:這是 QR 碼模式 1 的改良版,以模式 1 為基礎增加了校正圖塊,加強位置校正功能。即使 QR 碼是印在彎曲表面上,或因為讀取角度不同而變形,配置的校正圖塊也能使 QR 碼能被正確讀取。最大版本為 40(177×177 圖塊),最多可處理 7089 位數字。
  • 微型 QR 碼(Micro QR):微型 QR 碼的一個主要特徵是,它只有一個定位標記。透過將數量縮減為一個,微型二維碼可以印在比傳統二維碼還要小的空間。由於尺寸較小,能儲存的數據資料量就相對來說少的許多。微型 QR 碼有分為四個版本,最小版本為 11×11,最多可處理 5 位數字;而最大版本為 17×17,也僅能處理 35 位數字。
掃描 QR 碼

QR 碼的使用案例

QR 碼的優點是「能夠儲存大量數據資料」、「耐用和抗污」、「簡單就能用智慧型手機的相機讀取」和「可從任何角度讀取」。可應用於各種場合,向使用者傳達特定資訊。

QR 碼在減少公共場所的接觸機會方面,也發揮了重大的作用,近期隨著新冠疫情大流行,您可能很常看到 QR 碼被用來代替餐廳的實體菜單和紙質票單、門票。在新冠疫情嚴重肆虐期間,QR 碼也引起特別關注,在疫苗接種證明應用程式中或是追蹤群聚感染時都有使用到,如台灣在疫情嚴重時,就有實施進入各場所前都要先掃描 QR 碼進行簡訊實聯制登記的措施,以利於追蹤感染傳播鏈。除此之外,QR 碼還可應用於以下領域:

製造

QR 碼最初是為了應用於工廠而開發的技術,汽車製造廠希望能更簡單追蹤零件而使用。因此,現在被廣泛應用於製造業的各個領域。不僅能用於庫存和零件管理,還可給每個製品附上單獨的 QR 碼,以便更容易追蹤生產製造過程,且由於 QR 碼的容錯率可以高達 30%,意即就算圖形破損也還是可以被正常讀取,所以也被廣泛使用載產品運輸外箱上。除此之外,在服飾產業的庫存管理、商店的庫存管理和倉庫的分揀等各種需要進行存貨管理的地方,都可以看到 QR 碼的身影。

醫療

QR 碼也被用於醫療照護產業的各個地方。首先,是輸入處方細節和病人資訊,透過在醫院開出的處方箋上印上 QR 碼,在藥局領藥時只要讀取 QR 碼,就可自動輸入病人、醫療機構、藥品和劑量等資訊。除了資料輸入外,此系統還能防止揀藥錯誤,因為可以立即核對藥品清單和實際藥品,做好用藥管理。此外,QR 碼也可印製在病人的腕帶、護士的識別證和藥品上,以便在每次給病人用藥時讀取 QR 碼,防止配藥錯誤,不必單單只靠傳統的視覺確認。相關的藥物歷史記錄也可以保存在 QR 碼中,減少浪費進而提升醫院營運的效率。

如前面所提,在新冠疫情爆發時,台灣有施行「1922 簡訊實聯制」防疫措施,餐廳、商店、飯店、醫療院所與公共機關等各場所可申請一組場所代碼的 QR 碼,並張貼於門口處,使用者只要用手機掃描 QR 碼就可開啟簡訊應用程式,向台灣的疾管局發送簡訊進行實聯制登記。此舉可以省去紙本登記名字作業的麻煩,並可更確實的掌握行蹤,有效追蹤感染傳播鏈,進而控制疫情。

交通

交通領域也有應用到 QR 碼。一個是月台車門開關狀態的檢測,透過在列車車門上貼上 QR 碼,並從安裝在車站月台上方的攝影機中讀取 QR 碼的位置和移動情形,就可檢測到所有列車車門的開關狀態。另一個是乘車管理,一些船運公司和巴士公司已經導入 QR 碼票券系統,在航廈或車站讀取票券,即可確認乘客的預訂情況,還可直接顯示出座位圖。如此一來,可以大幅減少人力,提升管理營運的效率。

台灣的高鐵也有導入 QR 碼系統,消費者只要利用車票上的 QR 碼對準車站驗票閘門,即可感應通過。而在智慧型手機普及後,只要透過手機購買後在裝置上下載 QR 碼,就可以直接以手機畫面感應通關,省去紙本作業的資源,讓購票與乘車手續都更加順暢。

零售

QR 碼可用來查詢產品和製造商訊息,也可用來購買和支付產品。例如,台灣的農委會就有推廣生產履歷的機制,消費者只要用手機簡單掃描生鮮食品包裝上的 QR 碼,就可以看到產品的各項生產資訊。

而隨著電子支付的普及,使用 QR 碼的無現金支付也在迅速融入日常生活中,用戶只要在超市、便利商店、零售店和餐廳等地方掃描 QR 碼,就可以完成支付並獲得折扣優惠。此外,也有愈來愈多的公司在其行動會員卡中採用 QR 碼的設計。

其他零售方面的應用,在台灣大力推行發票電子化作業後,大多數人都會直接將發票存到載具,而若是紙本的發票,上面通常都會印有兩個 QR 碼,消費者只要掃描發票上的 QR 碼,就會出現這張發票的消費明細,可以搭配應用程式掃描建檔做帳務管理,以及發票號碼的對獎作業。

休閒娛樂

QR 碼被用於演唱會、大型活動和主題樂園的出入管理以及售票。其他像是電影票券也可透過 QR 碼服務進行訂票、購票的作業。台灣的影城、大型影展,以及美術館和博物館舉辦的藝術展覽也都有使用 QR 碼系統,提供消費者更簡便流暢的購票和入場體驗。其他像是健身房等場所,也可以看到使用 QR 碼來進行會員資料登錄以及入場的管理。然而,在休閒娛樂場所使用時,要小心 QR 碼可能會有被複製的風險,因此管理上需要特別注意。

其他

在與朋友交換 Twitter、Line、Instagram 等社群媒體帳戶時,也可以使用 QR 碼,透過讓對方掃描手機上已轉換為 QR 碼的帳戶資訊,就可自動登錄帳戶資訊。此外,現在也有愈來愈多地方允許用戶使用 QR 碼連上 Wi-Fi 網路。透過 QR 碼實現此一目的,就可以省去連接 Wi-Fi 時搜尋 SSID 和輸入密碼的麻煩。然而,在使用 QR 碼掃描連接 Wi-Fi 之前,一定要先檢查 Wi-Fi 是否可以信賴。

其中也有一些是假的,偽裝成免費 Wi-Fi。如果您掃描 QR 碼並連接到虛假的免費 Wi-Fi,就會面臨到被駭客或第三方窺探者竊取資料的風險,而若是 QR 碼夾帶惡意連結,甚至還可能會讓裝置感染到惡意軟體。

透過使用防毒軟體和安全應用程式,就可以大大降低資料外洩的風險。在連接 Wi-Fi 時使用 VPN 也是一項很有效的網路安全措施。使用 NordVPN 可以隱藏您的 IP 位址,加密網路連線,建立一個安全通道,讓任何人無法窺探您的網路流量,駭客與 ISP(網際網路服務供應商)也無法追蹤您的線上活動,可預防資料外洩或被盜的情形發生。

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Kelly Hsieh
Kelly Hsieh Kelly Hsieh
Kelly是一名文案作家,深信文字的力量能改變世界。除了研究最新網路安全資訊,她還熱愛旅遊、美食以及經典電影。