三維碼:增加視覺屬性的二維碼-中文百科頻道

概念簡介

三維碼具有更大的信息容量、相同的識别便易性和較好的安全性。三維碼的另一個特點是信息量大，在相同的編碼面積上，其最大可表示的數據量是PDF417碼的10倍以上，所以可以在普通大小的編碼内包含大量的、足夠識别真僞的輔助信息。三維碼的主要特征在于利用色彩或灰度（或稱黑密度）表示不同的數據并進行編碼。三維碼可在各種需要保密及防僞等重要領域中應用，如對各種證件、文字資料、圖标及照片等圖形資料進行編碼。三維碼

三維碼是用某些藝術性的幾何圖形按一定規律在圖像化内容上分布的深淺相間的圖形記錄數據符号信息的，其内部除了機器能夠識别的信息外，還為自然人提供能夠辨别的第三維圖像信息。編碼過程通過圖像中各像素點的數字信息與數據符号信息的0，1之間的邏輯，以各種科學的運算方式智能化地進行編輯制碼。由于每張圖片所能提供的數字信息不盡相同，所以該類編碼除了可以大幅度提高可視化效果外，還自帶防僞功能。應社會發展需要該編碼方式還可以将第三維數字信息提供于機器識别。

三維碼起源

上世紀80年代，為了使機器識讀的内容更加豐富，在應用領域除了能夠單純地識别物品外，還可以将物品的更多描述信息以及其它命令内容都收納其中的各類二維陣列碼相繼被研發出來。如今，PDF417和QR Code（二維碼）是最為常見的也是應用範圍最廣的。尤其是社交軟件推出了掃一掃功能之後，QR Code（二維碼）便成為了整個中國市場乃至全球華人市場的唯一種二維碼。

雖然二維碼擁有強大的功能和在市場的絕對占有率，但是經過多年的大面積應用，還是對其在安全性和視覺效果上産生了不少的诟病。如：收款碼被惡意替換、複寫後的二維碼依然可讀以及千篇一律的二維碼影響載體的美觀等。因此，基于二維碼的不安全性及其他問題，在二維碼的基礎上，增加視覺屬性，由創始人陳繩旭重新定義标識為“三維碼”，“三維碼”被創新提出，在盡可能不影響到掃碼識讀的基礎上，達到美化矩陣碼提高安全性和辨識度的目的，甚至圖片的内容也可以被作為信息的載體，并作為第三個維度延伸出去。三維碼的出現是圖像識别及信息時代需求共同催生的産物。

發展曆程

三維碼

運作原理

獲取待編碼的數據信息，并獲取背景圖片。

調整背景圖片的尺寸，并自動選定與背景圖片相對應的顔色套系，包括碼點顔色信息，碼框顔色信息，碼眼顔色信息。同時選定相對應的形狀套系，包括碼點形狀信息，碼框形狀信息和碼眼形狀信息。

根據編碼信息生成可視化的編碼圖形像素矩陣，根據顔色套系生成可視化的彩色圖形像素矩陣。

根據已生成的編碼圖形像素矩陣和彩色圖形像素矩陣，确定三維碼的矩陣階數與形狀以及有效元素的位置。

根據矩陣階數與形狀以及有效元素的位置，編碼圖形像素矩陣，彩色圖形像素矩陣，來确定三維碼的三維碼矩陣。

根據顔色套系，背景圖片的顔色信息，确定三維碼的色彩編碼内容表。

根據形狀套系，确定三維碼的形狀編碼内容表。世界第一個三維碼

根據三維碼矩陣，确定三維碼矩陣中各個元素的代表位置信息的碼值。

根據色彩編碼内容表，确定三維碼矩陣中各個元素的代表色彩信息的碼值。

根據形狀編碼内容表，确定三維碼矩陣中各個元素的代表形狀信息的碼值。

根據三維碼矩陣中各個元素的位置信息碼值，色彩信息碼值，形狀信息碼值，來生成三維碼的編碼信息。

包含模塊：獲取模塊-信息确定模塊-矩陣确定模塊-色彩确定模塊-形狀确定模塊-生成模塊。

技術亮點

安全性

對于計算機而言，二維碼有着不同的大小、容錯、疏密和内容，但對于普通老百姓而言它們都是由一個個黑白相間的小點組成的陣列，單一的表現形式，使得他們無法分辨清楚。且二維碼的開源制作方式，讓不法分子瞄準了這一漏洞，在網上自行生成二維碼，将原有二維碼進行篡改，如偷換支付碼竊取他人财産、偷換便民用碼向智能手機植入病毒或将信息指向詐騙集團等，造成安全隐患，嚴重損害社會公信力。

三維碼采用閉源的生成制作方式，并且每一張三維碼均可在中國編碼中心查詢，做到了用碼備案制，它可以與數字、圖案等有機結合，具備不容易仿造和仿造成本高的特性，更加安全。

防止複制

由于二維碼辨識性差，任何人都可以制作一張二維碼貼在原二維碼處以假亂真，為管理和維護帶來了難題。而三維碼采用閉源的生成方式，本身在其仿造制作環節有一定的技術壁壘，增加造假成本，并且通過三維碼核心算法及軟件系統的結合，可以實現多重防僞功能，不法分子很難制作出一模一樣的三維碼，可在一定程度上降低管理維護成本。

可視化強

三維碼可将不同的圖片、logo、文字等以最直觀的形式顯現在三維碼的表面，标碼合一，掃碼者使用設備識讀前，即可通過眼睛進行辨别，分辨其圖像、編号、文字等信息。

任何企業和個人都可以根據自己的意願，設計出吸引他人眼光、且與品牌氣質相契合的三維碼。三維碼的圖形化設計，能夠給人們帶來一種更直觀、更吸引人、更容易識别的印象，可傳達視覺、觸覺、聽覺三位一體的互動訴求，使其産生一種過目不忘的品牌文化體驗和賞心悅目的視覺效果，還會增加掃碼過程的參與感。

超高速

整個三維碼符号中信息的讀取是通過三維碼符号的位置探測圖形，用硬件來實現，因此，信息識讀過程所需時間很短，它具有超高速識讀特點。用條碼識讀設備，每秒可識讀30個含有100個字符的三維碼符号。

全方位

三維碼具有全方位（360°）識讀特點，可以對旋轉後的三維碼進行全方位的識别，識讀器與三維碼固定夾角30°-45°期間均可識讀，提高掃碼次數及掃碼識别度。

方便管理

二維碼千篇一律，需要對每一個二維碼進行掃碼辨别，才能避免張冠李戴，倘若出錯無形中将帶來品牌及信譽的損失。三維碼的獨特性及可視化強的特點，能夠确保每一張碼，表面均為不同，而肉眼可直觀辨别分類，方便産品管理，提升工作效率。

綜合應用

三維碼具有易傳播性、高辨識度、高安全性、高獨特性、更大的信息容量等特性，其應用領域涵蓋證、章、卡、照、公安應用、智慧旅遊、會展、區塊鍊防僞溯源等方面。

三維碼區塊鍊應用

傳統溯源碼解決了信息的低成本高效率傳輸的問題，但卻無法解決信息的信用問題。這就導緻市面上出現了複制真的溯源碼供消費者掃碼驗證、回收真品包裝二次灌裝造假、防僞溯源數據庫洩露等情況。除去數據可信度問題，其編碼本身也是一大問題，如何真正做到讓假貨無所遁形，讓有效價值數據傳遞，低成本高效率進行，成為時下最為關鍵的突破口。

融媒應用

以三維碼為雙屏互動、多屏互動的創新識别入口，讓媒體平台之間的互通、互聯、互動，讓新媒體與傳統媒體互相依存，改變了傳統的單向傳播，實現交互式傳播，搭建融媒新通道。

1．廣播：聲音是廣播的唯一媒介形式、唯一載體，借助微博、微信公衆号等新興媒體及報紙、圖書等傳統媒體，以三維碼為連接入口打造移動有聲媒體。

如童謠類節目可結合相近圖書内容，通過掃描三維碼，打造有聲圖書，也可以明信片、海報、卡片、台曆等形式，透過三維碼，讓人們感受廣播節目。

2．圖書：傳統出版機構有着海量圖書優勢資源，與三維碼技術有機融合，實現“紙數互動”，借助三維碼平台實現傳統出版向立體出版、多元出版的成功轉型，創新盈利模式。此外，還可實現圖書信息管理标準化，解決盜版問題、防僞問題。

為用戶提供圖書的增值服務。掃三維碼可鍊接音樂、繪畫、動漫、遊戲、VR、AR等更加豐富的内容，引導用戶進入深度閱讀或多維閱讀。

為用戶提供第三方的産品信息。通過掃描三維碼，鍊接第三方的商家信息，為用戶提供便捷的消費服務，推動第三方産品信息的拓展。如掃碼在線購書、掃碼獲取圖書位置、消費折扣電子券等。

全球首套三維碼融媒書《中華詩詞歌彙·學齡前兒童詩詞歌彙》于2019年6月1日發布。這是一套具有國際領先水準、體現人民融媒出版理念和實踐的标志性知識産品，也是人民融媒向人民出版社、向中國出版界交上的一份“融媒答卷”和“中國答卷”。

3．報紙：可在每個單元起始的相應位置，以單元Logo的三維碼作為該版面的入口，通過終端設備進入到該載具媒體網站的相應頁面，來獲取圖像等多媒體信息，從而提高其感染力。通過三維碼，将靜态的、枯燥的圖文信息變成集圖文、音樂、視頻等于一體的動态化、立體化的展現給讀者，展現紙媒品牌特色的同時，能夠将閱讀者帶入到更為廣闊的網絡空間，改變了傳統的單向傳播，實現交互式傳播，讓讀者感受交互式閱讀的樂趣。

4．電視：可将存有往期節目内容的三維碼，展示在電視節目中供觀衆掃描，避免觀衆錯過精彩節目，提高節目的收視率。與受衆實時互動，受衆可掃碼在線答題、有獎互動、兌換積分獎勵等。掃描三維碼關注電視欄目官方微信關注号，訂閱者可通過手機查看電視台每天重點推送的信息内容，與電視台互動反饋信息。

5．戶外廣告：在推廣産品、服務或功能等信息時，由于版面的限制，不能放置太多的信息，因此在戶外廣告中放置三維碼傳遞品牌特色的同時，簡化廣告信息，拓展内容多樣化。

掃描三維碼将呈現文字、圖片、視頻、音樂、網站等更為豐富的産品信息，擴展信息承載量，将廣告傳播從平面走向立體，滿足讀者碎片化閱讀需求，帶來更為直觀、便捷、豐富的互動體驗，加強與消費者之間的互動溝通，利于品牌宣揚。

6．新媒體：迅速搭建媒體與受衆之間的信息橋梁，受衆隻需掃描三維碼，即可獲取産品的應用客戶端、公衆号、微博、官網、H5互動等豐富的資源信息。自身産品标志性logo、圖案等與編碼融合，提升産品識别度的同時，宣揚品牌理念，是雙屏互動、多屏互動的鍊接入口。

商務應用

名片：名片，是一個人在社會形式上的一種身份象征，是個人與個人之間了解與聯系的紐帶，如何在衆多名片中脫穎而出讓人印象深刻成為名片設計不容忽視的問題。運用三維碼創新技術，将個人或企業形象與編碼融合，圖碼合一，肉眼可識别，讓人快速記憶，取代手動輸入，可一鍵添加個人微信，自動錄入通訊信息，簡單快捷。高顔值移動企業官網，在展示個人情況的基礎上，可展示企業簡介、企業産品等信息，并可鍊接至官網，掃一個碼解決多種問題。線上線下随時分享，打開商務洽談新窗口。

報告：傳統的工作報告以文字為主，但通過掃描報告上方的三維碼，能将厚厚的工作報告分解成一個個小圖解，一目了然，此外三維碼還承載了海量輕松時尚的動漫、視頻、H5等多種新媒體表現手段，讓嚴謹的工作報告多了一種表現方式，變得活潑清新，也更加接地氣，方便工作者獲取全面詳實的信息。

公安應用

三維碼門牌：将門牌數字、地方标識與編碼融合，群衆無需安裝APP，隻需掃描三維碼就可以享受到政府提供的多方位便民服務。更直觀、方便掃、易識别、更美觀，在很遠的地方也能掃描，方便民衆生活及民警管理轄區。且采用一體成型的制造方式，因反光、熒光、凹凸點、色差等因素，确保民衆不易受騙。與此同時，減緩政府經費壓力，提高民警辦事效率。

戶政預約：解決民衆取号難、排隊難、辦理難等申辦問題，同時解決線上預約的便民需求，掃三維碼可線上預約戶政業務，從而合理控制各業務窗口辦事人流量、客制化解決群衆的預約需求，采用大數據分析，實現科技便民的工作理念，更好地服務于人民，提高各窗口的辦事效率，真正做到“群衆少走路，數據多跑腿”。

基礎信息采集

福建省廈門市公安局湖裡分局禾山派出所在基礎信息采集工作中，創新運用三維碼采集系統，信息采集員不用挨家挨戶敲門，群衆自主網上申報“四實”信息，主動預約采集員上門核實；申請居住證不用排隊取号，群衆用手機就可在網上完成預約，極大地方便了群衆。

反詐騙：廈門市公安局湖裡分局與三維碼科技聯合打造“反詐騙宣傳教育基地”，以貼近實際、貼近案情、貼近群衆為原則，創新設計出具有吸引力、警示性的三維碼反詐騙宣傳平台及“小心天上掉餡餅”互動體驗裝置。在三維碼反詐騙宣傳平台，群衆可通過掃描三維碼進入後台申報采集、咨詢戶政業務等，同時還可以觀看安全課堂、參與防騙小遊戲。“天上掉下的餡餅”互動體驗裝置，則是通過趣味體感遊戲與防騙問答相結合的互動模式，讓群衆提高防騙能力、增強防騙意識。

公益：幫助患有“阿爾茲海默病”及其它疾病的易走失老人群體找到回家路，當群衆在大街上看到佩戴三維碼愛心手環的老人處于危險或茫然時，可掃描三維碼，通過驗證，獲取相關基本信息，并進入110人口防走失報警平台，一鍵報警，并可導航到附近的派出所尋求幫助。

展務應用

線上報名：群衆隻需掃描三維碼即可快速完成注冊登記，省時、省力、高效便捷，免去大排長龍的煩惱，輕輕松松就能進館參觀。此外群衆還可通過掃描三維碼查看展區設置地圖、會議查詢、線路規劃、模拟導航、公共設施引導等服務。

證件門票

結合參展商、觀衆等個人形象，确保一人一碼一證，個人形象、個人信息一張碼解決冒用證件問題。在門票上，可将展會标識、當地形象标識與編碼融合，成為文化輸出的創新途徑。

精準配對

展商在後台上傳信息公司業務、主營項目時，主營項目做成标簽，形成觀衆/采購商登記信息的調查問題選項，在觀衆選擇自己關注的産品類别、行業時，後台将相對應的展商進行匹配，并推送給觀衆，實現參展商和采購商的匹配。

同時展商可掃描觀衆三維碼證件交換電子名片，通過三維碼可獲知該觀衆行業屬性及聯系方式，觀衆亦可查看展商公司業務、主營項目、聯系方式等信息。

旅遊應用

線上預登記管理：為景區提供前期線上預報名，群衆隻需掃描景區官方三維碼即可快速完成注冊登記，免去大排長龍的煩惱，提升用戶體驗感。

票證管理：将售票、檢票、查詢等功能通過三維碼高度信息化、智能化，助于觀衆快速入場，提高遊玩效率，優化景區服務品質。

三維碼門票：将景區建築、LOGO等标志性事物與編碼相融合，實行實名登記審核制度，确保一人一票一碼，人、票、碼合一，凸顯景區特色，進一步宣傳及推廣景區品牌文化。

快銷品應用

O2O雙線營銷

通過在三維碼的後台構建起各種營銷内容來實現與用戶互動、收集數據、制定決策從而達到營銷目的。這樣一來通過掃描三維碼的這個舉動，不僅可以将用戶吸引到線下實體商鋪或線上網店中，起到引流的作用，還可以加入技術手段智慧地選取有效用戶來進行針對性的施策。

此外，在商品上印有品牌标識的三維碼，可通過“抽紅包、赢積分、贈禮券”等方式加強與消費者的個性化互動。

防僞溯源

為各類商品賦上一個三維碼，使商品從原料、生産、包裝，再到運輸一體化的流程全程可追溯，實現任何人、物、地點、時間永遠在線随時互動智慧模式，讓産品的溯源信息更加直觀、透明，為企業建立品牌、改善産品或服務素質，了解消費者消費習慣及模式，消費者亦可透過手機了解企業産品及企業信息，提高消費的忠誠度。

殡葬應用

為群衆提供更加方便、快捷、透明的殡葬服務，将逝者頭像與編碼進行融合，掃描逝者三維碼即可進入智慧殡葬服務應用，以電子數據的方式，将逝者的人生曆程通過文字、視頻影像資料予以保存，使用新型方式悼念逝者具有較強的追思、人文紀念、生命教育功能。

軍人标識牌

帶有軍人照片的三維碼軍人保障标識牌是證明軍人身份及濃縮多項信息的“黑匣子”, 可存儲軍人姓名、社會保險号、血型、宗教信仰、服役軍種，還注入了指紋、面相、DNA和醫療史等詳細資料，使軍人身份牌又增加了生物特征、醫療經曆、個人資訊等方面的信息，以便更好地服務戰傷救護，遺骸确認和平時管理。

珠寶應用

防僞溯源：掃三維碼了解産品真僞信息，一物一碼确保産品安全品質保障，提升品牌知名度。為每款珠寶配備三維碼珠寶鑒定證書，替代傳統紙質的鑒定證書，作為其唯一驗證碼，實現對每款珠寶從源頭、到終端消費者的全程跟蹤管理。

智慧管理

通過人員、進銷存、客戶、銷售管理系統的構建，挖掘數據，分析根源，調整部署。

品牌宣傳：以三維碼為入口，為客戶提供精準化、多元化的宣傳渠道，便捷、高效，提升品牌性。消費者掃描三維碼可查看珠寶各類信息資料，實現消費者與珠寶檢測中心的零距離對話與互動，提高品牌影響力。

銀行應用

在支付結算領域，利用三維碼技術，将移動金融服務與傳統ATM相結合，為客戶提供無卡取款服務。不僅讓客戶享受與第三方支付産品一樣便捷的支付體驗，而且能擁有銀行級别的安全保障。

市民通過登錄手機銀行掃描三維碼，選定卡号和金額，并在ATM上輸入取款密碼即可完成出鈔。市民再也不用怕自己忘記帶卡出門，日常取款變得更加方便快捷。

發展趨勢

人機交互

人機交互充分利用了人類的好奇與娛樂心理，每一種攜帶着傳播内容的交互裝置都像是一個奪目、新奇、上手簡單的遊戲機，主動挑起人們的好奇心讓多數人都想去嘗試一下，從而被動了解甚至接受其攜帶的傳播内容。

三維碼同樣也可以接入。它除了技術層面的入口以外，還可以當作交互時的一種道具。通過聲音、光感或是觸控等一系列的傳感器來接收不同的指令信号，來改變其内容、形态或表現形式等，從而達到提升交互體驗的目的。

其他應用領域

有效合理地運用三維碼，使各方的利益得以最大化。包括機關事業單位可以利用三維碼區分部門，進行内部信息交流；傳統商業可以利用三維碼與消費者互動進行品牌推廣；食品行業可以通過三維碼進行食品溯源為食品提供安全保障；或者利用三維碼為高校教師提供文檔材料整理，教學、科研及行政事務管理。為學生提供校内資源整合以及課程輔助等一系列全新網絡平台。從而提高效率，充分發揮移動網絡終端最積極的一面。

三維碼如何實現信息量大：無論是一維條形碼還是二維碼都是印制在平面上的，是二維空間的編碼，這些編碼使用一定長度和一定寬度的條和空表示數據，四個條和四個空表示1個字節。二維碼相對于一維碼，具有信息量大的優勢，是因為它多一維數據。而三維碼在二維碼的基礎上再增加了一個維度，其能夠表示的數據也就更多，具有更多的信息容量。即空間中的任何一點均可分别由X軸、Y軸與Z軸的參數來描述，在由X軸與Y軸所決定的二維平面碼的基礎上引入Z軸層高的概念，從而使編碼容量有了大幅提高。

平面印制

經過項目組科研人員長期探索研究，最終采用了色彩和灰度來表示第三維，從而在平面上實現了三維碼的表示。三維碼的主要特征在于利用色彩或灰度（或稱黑密度）表示不同的數據并進行編碼。我們可以根據編碼生成設備和識讀設備對灰度或色彩的分辨率去定将灰度或色彩分成多少段。我們知道識讀設備灰度的級或色彩的級是由采集闆A/D轉換的位數決定的，還要考慮編碼印制設備對色彩或灰度的識别能力，最終确定一個合理的色彩種類和灰度級，以保證在識别中不出錯。

數據容量

如果是用于電子傳輸中的圖像及文件的編碼，隻考慮計算機及顯示器的色彩分辨率，則Z軸的高度對于二進制數來說可達32位，也就是說一個編碼單元可以表示4個字節。一個編碼單元尺寸在0.4×0.4mm的條件下，每平方厘米可容納2.5K字節。

如果是用于證件防僞，則要考慮生成設備與識别設備的精度，因此，第三維的深度一般取16色或16級灰度。在這種情況下，兩個編碼單元可以表示一個字節。編碼單元尺寸在0.4×0.4mm的條件下，編碼的尺寸為70行×100列，面積為28mm×40mm，可容納3.5K字節。而在同樣條件下，二維碼隻能容納425～875字節。^[1]