大家好，我是科技一桿槍?，F(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)市場(chǎng)的普及和擴(kuò)展，手機(jī)移動(dòng)支付也變成了大家最常用的工具之一。如今出門(mén)已經(jīng)不需要帶現(xiàn)金了，只要有一部智能手機(jī)，比如蘋(píng)果手機(jī)、華為手機(jī)、小米手機(jī)都可以隨時(shí)隨地消費(fèi)，我們發(fā)現(xiàn)在支付時(shí)使用的都是二維碼，這個(gè)二維碼是有時(shí)效性的，過(guò)時(shí)即廢。
那有的人就擔(dān)心，二維碼如何記錄信息的呢？它會(huì)不會(huì)用光？用光后怎么辦？下面，我就二維碼的原理和作用進(jìn)行詳細(xì)的講解，然后再幫大家仔細(xì)算一算，到底我們每天要用多少個(gè)二維碼，又在什么時(shí)候會(huì)用光呢。
二維碼產(chǎn)生的原理二維碼其實(shí)有很多種，包括Data Matrix、MaxiCode、Aztec、QR Code、PDF417、Vericode、Ultracode、Code 49、Code 16K等，不同的二維碼制式，在不同的領(lǐng)域有著不同的應(yīng)用。
我們現(xiàn)在常用的二維碼是矩陣QR Code，也就是Quick Response快速響應(yīng)矩陣圖碼。下面就圍繞QR Code先來(lái)說(shuō)下二維碼是如何產(chǎn)生的，以便我們?nèi)ビ?jì)算二維碼的全部數(shù)量。
二維碼如何記錄信息二維碼使用黑點(diǎn)和白點(diǎn)在一個(gè)平面上組成具有獨(dú)立特征的一個(gè)正方形圖案，所以它在橫向和縱向上都可以記錄信息。這個(gè)看似雜亂無(wú)章的“印章”就記載了我們輸入的信息，不同的排列規(guī)律就代表著不同的信息。
二維碼的原理也是二進(jìn)制運(yùn)算，和計(jì)算機(jī)內(nèi)部編碼“0”和“1”的概念一樣，所有的語(yǔ)言都能用0和1來(lái)表達(dá)出來(lái)，二維碼使用與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來(lái)表示文字?jǐn)?shù)值信息，我們可以將白色格子看成0，黑色格子看成1，這樣就組成一個(gè)橫向和縱向都進(jìn)行過(guò)編碼的二維碼了。
二維碼支持多種編碼格式，下表是各個(gè)編碼格式的“編號(hào)”，這張表會(huì)寫(xiě)在二維碼的格式信息當(dāng)中。注：中文是1101。
根據(jù)上面所講的二維碼的產(chǎn)生原理，我們可以簡(jiǎn)單的理解二維碼是一個(gè)單邊具有一定格數(shù)的正方形矩陣。這個(gè)矩陣內(nèi)里面內(nèi)包含了很多信息，主要有：功能性數(shù)據(jù)（如版本信息、格式信息）、
定位圖案（定位標(biāo)志、定時(shí)標(biāo)志、校正標(biāo)志），剩下的就是數(shù)據(jù)碼及容錯(cuò)碼及靜態(tài)區(qū)域。
從上面圖中可以看出，一個(gè)二維碼包含的信息密度是很大的。
二維碼比條形碼的優(yōu)勢(shì)二維碼的上一代是Bar Code，也就是傳統(tǒng)的條形碼。那相對(duì)來(lái)說(shuō)，二維碼火起來(lái)的優(yōu)勢(shì)在哪呢？
一是因?yàn)闂l形碼儲(chǔ)存的信息量較少，只有一個(gè)方向來(lái)表示信息，而二維碼的數(shù)據(jù)量比條形碼大得多，在橫向和縱向都可以進(jìn)行信息表達(dá)，而占用面積又比條形碼小很多。
二是條形碼數(shù)據(jù)容量小，只能用數(shù)字和字母組成，而二維碼可以存儲(chǔ)文字、數(shù)值和圖片等信息，編碼范圍廣，所以二維碼的應(yīng)用領(lǐng)域要廣得多。
三是條形碼局部破損后就沒(méi)法再讀取出數(shù)據(jù)，而二維碼抗破損能力強(qiáng)，更加持久、耐用和可靠。
我們可以把二維碼看成一個(gè)L*L的矩陣，L代表這個(gè)矩陣的邊長(zhǎng)格數(shù)，那么這樣一個(gè)矩陣就是有大有小的。根據(jù)L值得不同就有不同的矩陣大小，我們稱它為Version（版本）。二維碼一共有40個(gè)版本：Version 1是21 x 21的矩陣，Version 2是 25 x 25的矩陣，Version 3是 29 x 29 的矩陣。每增加一個(gè)版本，矩陣就會(huì)增加4的尺寸，總結(jié)公式是：
(V-1)*4 + 21（V是版本號(hào)）
我們可以算出最高Version 40，代入得(40-1)*4+21 = 177，所以最大的二維碼矩陣就是177 x 177 的正方形。
我們平時(shí)使用的都是哪個(gè)版本呢？還不太一樣，比如微信的個(gè)人名片就是37×37的，支付寶的支付二維碼相對(duì)來(lái)說(shuō)就小一點(diǎn)，是25×25的。
我們就拿25X25的來(lái)計(jì)算，到底能組成多少種二維碼呢？因?yàn)槎S碼有用來(lái)定位標(biāo)志的的固定區(qū)域，這部分不能動(dòng)，我們?nèi)コ筮€剩下478個(gè)小格子，那么在理論上就能夠組成 2^478種不同的二維碼。這是什么數(shù)量級(jí)呢？各位數(shù)一下看看，沒(méi)法數(shù)對(duì)不對(duì)。
這還僅僅是25X25的Version 2的二維碼數(shù)量，而目前的二維碼共有40個(gè)版本，最高的版本矩陣達(dá)到了177X177，那二維碼數(shù)量簡(jiǎn)直是天文數(shù)字。
二維碼應(yīng)用場(chǎng)景有哪些但可能還是有朋友對(duì)上面的數(shù)字級(jí)別沒(méi)有概念，還想追問(wèn)這么多二維碼到底夠不夠用？那我們首先要知道哪些場(chǎng)景需要消耗二維碼，這樣才能測(cè)算我們每天消耗二維碼的數(shù)量。
我總結(jié)了大致有以下幾類應(yīng)用場(chǎng)景：
1. 手機(jī)付款碼。這是消耗二維碼最多的地方，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的二維碼，有一定的時(shí)效性，過(guò)期就失效，需要刷新生成新的二維碼。
2. 信息獲取。這一類是指掃碼進(jìn)入目標(biāo)網(wǎng)址，包括跳轉(zhuǎn)到微博鏈接、淘寶商品頁(yè)、推送的廣告、優(yōu)惠券等其他網(wǎng)址。
3. 名片管理。這是一些用戶注冊(cè)的賬號(hào)，生成的專屬二維碼，很多是不變的靜態(tài)碼，比如商家收款碼，支付寶名片，其它平臺(tái)的會(huì)員名片等。
4. 二維驗(yàn)證碼。這是指我們登錄一些平臺(tái)時(shí)需要用手機(jī)掃描頁(yè)面二維碼，再在手機(jī)上確認(rèn)登錄的操作。
我們?nèi)粘Ｊ褂玫暮芏喽S碼的應(yīng)用場(chǎng)景都可以歸類到上面4種。
全球每天消耗多少二維碼再來(lái)看我們消耗二維碼的速度大概是什么水平，由于靜態(tài)的二維碼不會(huì)變化，占比不多，我們主要分析動(dòng)態(tài)使用的二維碼數(shù)量。
中國(guó)網(wǎng)民消耗二維碼數(shù)量拿我們中國(guó)來(lái)說(shuō)，中國(guó)的網(wǎng)民數(shù)量大概是8.5億人，而使用移動(dòng)支付的人數(shù)大約占全部網(wǎng)民的8/10，也就是8.5X0.8=6.8億人。我們每個(gè)人每天消耗幾個(gè)二維碼呢？比如我每天至少一個(gè)，偶爾會(huì)出現(xiàn)一天四五次的支付情況，那么平均下來(lái)每天就算2個(gè)。如果以我作為平均數(shù)，那僅中國(guó)每天就要消耗二維碼6.8X3=20.4億個(gè)。
全球人口共78億，全球網(wǎng)民數(shù)量約44億，其中亞洲網(wǎng)民的數(shù)量占了全球?qū)⒔话?。考慮到國(guó)外的移動(dòng)支付并沒(méi)有中國(guó)這么普及，我們?cè)偃∫粋€(gè)弱化系數(shù)0.7，則國(guó)外使用二維碼支付的人數(shù)為（44-8.5）X0.7=24.85億人，那么全球每天總共消耗的二維碼數(shù)量為：（24.85+6.8）X2=63.3億個(gè)。由此可見(jiàn)，我們?nèi)祟惷刻煜牡亩S碼數(shù)量也是非常巨大的數(shù)字，超過(guò)63億。
假設(shè)一個(gè)消耗量上限算到這里我覺(jué)得數(shù)量級(jí)還不夠，我們假設(shè)一個(gè)存在使用上限的情況：全球78億人，人人都用二維碼支付，每天消耗10個(gè)，那么全球每天總共消耗的二維碼數(shù)量為：78X10=780億個(gè)。當(dāng)然，這是很夸張的數(shù)值了。
算了這么多，到底是什么概念呢？在進(jìn)行最后一步計(jì)算前，先來(lái)反算達(dá)到一億的數(shù)值需要2的多少次方，根據(jù)對(duì)數(shù)公式：
log2(100000000)=8/lg2≈26.6
所以，2的27次方就會(huì)超過(guò)1億。
那么我們以全球每天消耗780億個(gè)來(lái)算，不會(huì)超過(guò)2的37次方，而目前40個(gè)版本的二維碼數(shù)量為2^（177X177）=2^31329，可以使用：（2^31329）/（2^37）=2^31292天，這是多少天呢？我們換算成年：2^31292/365=2^31273年。
根據(jù)科學(xué)家的推測(cè)宇宙剩余壽命最少 1400 億年，即使假設(shè)地球上的人每秒用一個(gè)二維碼，70 多億人也需要 3×10^126 年，可以說(shuō)是用到宇宙毀滅也用不完。由此可見(jiàn)，當(dāng)前二維碼數(shù)量雖然是有限的，但是是用不完的。
總結(jié)就是，二維碼數(shù)量可以計(jì)算出來(lái)，但是用不完；再者，現(xiàn)在的40個(gè)版本也是可以擴(kuò)容的，那么至于未來(lái)的支付方式誰(shuí)能說(shuō)得準(zhǔn)會(huì)變成什么樣子呢。所以說(shuō)，我們絲毫不要有這種擔(dān)憂，放心的去用，去享受生活的便利吧。
