厉害了中国创新!日本人发明了二维码,却被中国人发扬光大
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使用支付宝付款、微信加好友时、扫码骑共享单车时,我们都会使用二维码。这一张张小小的二维码图形,已经占据了我们的日常生活。全世界几十亿人,每人每天都会消耗无数二维码,日积月累,二维码会消耗光吗?答案是会也不会,但具体为什么,我们后面会给出答案,现在先聊聊二维码背后的故事。
二维码也被称为二维条码,是指在一维条码的基础上扩展出另一维具有可读性的条码,使用黑白矩形图案表示二进制数据,被设备扫描后可获取其中所包含的信息。也就是说,二维条码是通过一维条码扩展得到的。一维条码,就是我们常说的条形码,在各种商品包装上很常见。比如肥宅快乐水的易拉罐上,那些宽窄不一的条纹就是条形码。
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条形码背后的故事
条形码是 70 年前美国新泽西州的一个年轻人发明的,这个年轻人叫诺曼·伍德兰德(Norman Joseph Woodland,1921年9月6日-2012年12月9日),1948 年,他和另一位联合发明人伯纳德·西尔弗(Bernard Silver)联合开发了条码技术,并于 1949 年申请专利。
(条码技术发明人诺曼·伍德兰德)
发明这项技术时,两人还是美国费城卓克索理工学院(the Drexel Institute of Technology)的研究生,如今这所学校已更名为卓克索大学( Drexel University)。1948 年,当地一家超市的主管访问学校,请求院长开发一种有效的产品数据编码方法,院长并不重视他的请求,但是听到谈话的研究生伯纳德·西尔弗对此很感兴趣,并找来诺曼·伍德兰德一起研究。
他们的研究几经失败,伍德兰德为了继续研究,从研究生院退学回到迈阿密海滩边的祖父母家,终日思考解决办法。他想要用类似摩斯码的点划组合来实现编码,但却不知道怎么使之图形化。一次在海滩上无聊画圈时,伍德兰德灵光乍现,想出了环形条码的解决方案。
(诺曼·伍德兰德设计的条码原型)
但由于当时的扫描技术欠佳,诺曼·伍德兰德和伯纳德·西尔弗的发明基本没有人用,最终,两人以 15000 美元的价格将专利卖给飞歌(Philco)公司,这是他们从发明中获得的全部收益。
1970 年夏天,应国家食物连锁协会要求,Logicon 公司开发出了食品工业统一码(Universal Grocery Products Identification Code,UGPIC),依据的是 IBM 乔治·J·劳雷尔(George J. Laurer)的设计方案。这个方案的灵感就来自伍德兰德,伍德兰德也参与了条码的改进。
很快,美国超市 Ad Hoc 组织在 Logicon 公司的建议下制造了 UPC 码(Universal Product Code)。美国均匀码理事会在 1973 年建立了 UPC 码系统,并且实现了该码制标准化。
1974 年 6 月 26 日上午 8:01,俄亥俄州特洛伊市的一家 Marsh 超市第一次使用这种条形码,一盒 10 条装的箭牌口香糖成为第一个使用条形码的商品。今天,华盛顿史密森尼美国国家历史博物馆,还放着一包已有 37 年历史的箭牌口香糖,作为博物馆的永久馆藏。
1992 年,诺曼·伍德兰德获得美国国家技术创新奖,这是美国为技术成就颁发的最高奖项,由美国总统授予国内杰出创新者。2011 年,他被选入美国国家发明家名人堂,已于 1963 年去世的西尔弗被一同追授。2012 年 12 月 9 日,诺曼·伍德兰德因阿兹海默症和衰老在家中离世,享年 91 岁。
今天,全世界每天要扫描 50 多亿次条形码,用于跟踪图书馆中的书籍、医院的病人、便利超市的商品等物品,条形码在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到了广泛的应用。
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二维码是这样诞生的
我们如今使用的二维码,则是在一维条码,也就是条形码的基础上发展而来。一维条码的容量有限,它的宽度记载着数据,长度却没有,一条一维条码只能容纳 20 个英文数字,极大地限制了信息的存储量。为了记载更复杂的数据,如图片链接、网络链接等,人们在一维码的基础上纵向拓展出另一个维度,发明了二维码。
二维码的种类有很多,我们常说的二维码往往指的是 QR 图码(全称为快速响应矩阵图码;英语:Quick Response Code),它的发明者是一个日本人,来自日本 DENSO WAVE 公司的发明家原昌宏(Masahiro Hara),DENSO WAVE 是全球第一大汽车零件供应商电装(DENSO)公司旗下的子公司。
(QR码发明者原昌宏)
1980 年代,条形码已经在制造、零售等行业广泛使用,“1990 年代,由于生产方式从批量生产转向更灵活的生产,在生产现场需要更详细的生产控制,因此,需要开发出容量更大的条形码”原昌宏后来回忆。
由于条形码容量的限制,工厂只能同时使用多个条形码,工人每天需要扫描多达 1000 个条码,原昌宏一开始想要通过改进扫描仪提高效率,但是,随着工件越来越小,他感到需要一个更紧凑的条码系统,用了存储更多信息。经过原昌宏领导的仅有两人的研发团队不懈努力,终于研发出了 QR 码。
2014 年,原昌宏因为 QR 码的发明,荣获欧洲发明家奖(European Inventor Award)的人气票选奖(Popular Prize)。Denso Wave 公司虽然拥有 QR 码的专利,但免费公开了相关技术,并不收取专利费,只是靠售卖 QR 码的扫描仪获利。
值得一提的是,我国也有自主知识产权的二维码——汉信码,汉信码是中国物品编码中心依据中国国家“十五”重大科技专项——《二维条码新码制开发与关键技术标准研究》研发的,研发始于 2003 年,并在 2005 年年末完成。目前,在新版的机打增值税发票上的密码区域,使用的就是汉信码。
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二维码在中国发扬光大
原昌宏对 QR 码能否得到广泛认同并没有信心,为了让更多人使用 QR 码,他奔波于各大企业和团体,积极推介。在他的努力下,QR 码在日本企业得到广泛使用。但 QR 码在中国的流行,和原昌宏没有太大关系,其用途大概也是他所始料未及的。
2010 年 10 月,支付宝首次在国内推出二维码支付技术,用户只需扫描商家提供的二维码(下文均用“二维码”统一描述QR码),按提示操作就可以完成支付。2013 年,支付宝又在线上拓展扫码支付,根据支付宝2013 年 11 月的相关数据,当时已有 46 万家网站接入扫码支付,覆盖了旅游、团购、游戏、B2C 等行业。微信也在 2013 年的 5.0 版本中上线支付功能,这个版本可以通过扫二维码实现一键支付。2014 年 1 月,微信支付和滴滴合作,其二维码支付借由打车软件进入市场。
2014 年 3 月 14 日,央行认为二维码支付存在安全问题,联合工信部暂停线下二维码支付服务。但由于线下市场的巨大吸引力,微信和支付宝还是在市场上继续使用二维码支付,只是改进了安全问题,比如由原来的客户扫码转变为商家手持 POS 终端扫码,同时增加了动态二维码等功能。
2016 年 8 月 3 日,支付清算协会向支付机构下发《条码支付业务规范》,规定了二维码支付的安全标准,官方开始承认二维码支付的地位。在微信和支付宝的推广下,几乎在全国所有地方都能看到二维码支付的身影。
二维码信息密度高,小块面积可以承载多样化的信息,各类字符、网址等;容错能力强,相比 OCR 等技术;可读性强,形成了统一标准,手机等常用设备都能扫描;由于拥有这些优势,二维码使用越来越广泛,也不只局限于支付领域。