Speciális QR-kódok készítése

Eötvös Loránd Tudományegyetem Informatikai Kar Média- és Oktatásinformatikai Tanszék

Speciális QR-kódok készítése

Témavezető:

Készítette:

Pluhár Zsuzsa

Szabó Krisztián

egyetemi tanársegéd

prog. tervező informatikus BsC Budapest, 2012

A projekt az Európai Unió támogatásával és az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg, a támogatási szerződés száma TÁMOP 4.2.1./B-09/1/KMR-2010-0003.

1

BEVEZETÉS .............................................................................................................................. 3 1.1 1.2

2

FELHASZNÁLT TECHNOLÓGIÁK ........................................................................................ 4 2.1 2.2

3

ADATELEMZÉS ................................................................................................................... 14 ADAT KÓDOLÁSA BITSOROZATTÁ ........................................................................................ 14 Numerikus mód: 0001.................................................................................................... 15 Alfanumerikus mód: 0010 .............................................................................................. 16 Byte mód: 0100 ............................................................................................................. 17 Kanji mód: 1000............................................................................................................ 17 HIBAJAVÍTÓ KÓD LÉTREHOZÁSA ......................................................................................... 18 A VÉGSŐ ADATOK SORBA RENDEZÉSE .................................................................................. 20 A KÓDOT TARTALMAZÓ MÁTRIX FELÉPÍTÉSE ....................................................................... 20 MASZK ALKALMAZÁSA ....................................................................................................... 21 HIBAJAVÍTÓ KÉPESSÉG, ÉS VERZIÓINFORMÁCIÓK HOZZÁADÁSA ........................................... 23

FELHASZNÁLÓI KÉZIKÖNYV ............................................................................................ 25 5.1 5.2 5.3

6

A PROBLÉMA ........................................................................................................................ 6 KÖVETELMÉNYEK ÖSSZEGYŰJTÉSE ....................................................................................... 6 GRAFIKUS FELÜLET TERVEZÉSE ............................................................................................ 6 PROGRAMOZÓI REFERENCIA.................................................................................................. 7 Az alkalmazás osztályai QRGUI névtér ............................................................................ 7 A QRGenerator könyvtár osztályai QRGenerator névtér .................................................. 7 TESZTELÉS ......................................................................................................................... 11 A felhasználói szoftver tesztelési terve és eredményei ..................................................... 12

QR-KÓD LÉTREHOZÁSÁNAK FOLYAMATA ................................................................... 14 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7

5

C# ÉS A .NET KERETRENDSZER ............................................................................................. 4 VISUAL STUDIO .................................................................................................................... 4

FEJLESZTŐI DOKUMENTÁCIÓ ............................................................................................ 6 3.1 3.2 3.3 3.4 3.4.1 3.4.2 3.5 3.5.1

4

MOTIVÁCIÓ .......................................................................................................................... 3 A QR KÓDOKRÓL RÖVIDEN ................................................................................................... 3

TEENDŐK A PROGRAM INDÍTÁSÁT MEGELŐZŐEN .................................................................. 25 A PROGRAM INDÍTÁSA ........................................................................................................ 25 AZ ABLAK VEZÉRLŐELEMEI ÉS AZOK FUNKCIÓI .................................................................... 26

ÖSSZEGZÉS............................................................................................................................. 30

FÜGGELÉK ....................................................................................................................................... 31 IRODALOMJEGYZÉK .................................................................................................................... 38

2

1 Bevezetés 1.1 Motiváció Napjainkban az okos telefonok megjelenésével szinte egyidejűleg kezdtek igen nagy térhódításba a kétdimenziós vonalkódok, az úgynevezett QR-kódok. Egyes helyeken már kezdi átvenni a régi vonalkódok helyét, köszönhetően a rugalmasságának, valamint annak, hogy a régi vonalkódokkal ellentétben ezeken nem csak egy számsor, hanem annál jóval nagyobb mennyiségű adat tárolható. Dolgozatom témájául azért választottam egy QR-kód készítő alkalmazás elkészítését, mert bár igen sok ilyen kódokat előállító ilyen alkalmazás létezik, de olyanok, amelyek lehetővé teszik a kód nagyobb fokú testre szabását, azáltal, hogy verziószám megadásával nagyobb felületű képet állíthassunk elő, vagy az elkészült kódot szerkeszthessük csak fizetős formában léteznek. Dolgozatom célja, egy ilyen kódokat előállító, és szerkesztő alkalmazás elkészítése, valamint a kódolási és adattárolási eljárások alapjainak bemutatása.

1.2 A QR kódokról röviden A QR-kódot, ami lényegében kétdimenziós vonalkód, a japán Denso-Wave cég fejlesztette ki 1994-ben. Neve az angol Quick Response kifejezésből ered, mely utal a kód gyors leolvasási sebességére. Japánban JIS szabványként is bejegyeztették 1994ben, majd 1999-ben ISO/IEC szabványként is elfogadták. Mindamellett, hogy gyors leolvasási lehetőséget tesz lehetővé, a hibatűrő képessége is igen magas, így még a kép viszonylag nagyarányú sérülése esetén is visszanyerhetőek belőle az adatok. A sarkokban elhelyezett pozícionáló négyzetek, valamint a kód belsejében található viszonyítási pontok azt is lehetővé teszik, hogy a különböző szögből, elforgatva, esetleg döntve fényképezett kód is olvasható maradjon. Ezáltal akár hengeres alakú testeken, például bögrék oldalán elhelyezett kódok leolvasása is lehetségessé válik.

3

2 Felhasznált technológiák 2.1 C# és a .NET keretrendszer A C# egy objektum-orientált nyelv, melyet a Microsoft© cég fejlesztett ki. Alapjául a Java, valamint a C++ nyelv szolgált. Külön érdekesség, hogy a Java fejlesztői beperelték a Microsoftot emiatt, mivel sok részt felhasználtak a Java nyelv funkciói közül. Ennek hatására kezdett a cég a .NET keretrendszer fejlesztésébe, amelyhez aztán kiadtak a C# nyelv mellé, mint függvény, és típuskönyvtárat. Ezek a Windows® operációs rendszerek legtöbb funkciójához támogatást nyújtanak, így egyszerűbbé válik annak programozása. A nyelv egyik fő előnye, hogy gyors fejlesztést biztosít, valamint a szemétgyűjtés alkalmazása, amely biztosítja a dinamikusan lefoglalt memória felszabadítását, szemben a C++ nyelvvel, ahol a dinamikusan foglalt területek szabaddá tételéről a programozónak kellett gondoskodnia. További előnyei köré tartozik az úgynevezett kódrégiók létrehozásának lehetősége, amely segítségével a programkód strukturálható, így átláthatóbbá válik a kód. Mindezek mellett van egy kis hátránya a nyelv használatának, mégpedig a C++ nyelvből jól ismert mutatók, így a memóriához való szabad hozzáférés, amely a C# nyelvnél csak az úgynevezett unsafe kontextusban érhető el, és jóval nehézkesebb az adatok ilyen módú kezelése a C++ nyelvvel ellentétben. Bár itt meg kell jegyezzük, hogy sokak szerint ez előny, ugyanis biztonságosabb módon lehet programot írni, viszont aki azelőtt C stílusú nyelvet használt támadhat olyan érzése emiatt, mintha megkötötték volna a kezét.

2.2 Visual Studio A teljes szoftver C# nyelven, a .NET keretrendszer 2.0 verziójának használatával készült Visual Studio fejlesztői környezettel. A Visual Studio szintén Microsoft© termék, sokak szerint az egyik legjobb, viszont ugyanakkor legdrágább fejlesztői környezet Windows® operációs rendszerekhez. Az újabb verziók már több nyelvet is támogatnak C#, F#, C++, VisualBasic. Emellett sok programozást segítő funkcióval rendelkezik, úgy mint a grafikus felülettervező, grafikus adatbázis tervező, melyek igen hasznosak grafikus alkalmazások fejlesztésénél.

Hibakeresési funkciói között

megtalálható az úgynevezett kivételkezelő modul, amely a program tesztelése során

4

biztosítja azt, hogy automatikusan töréspontot helyez el azoknál a kivételeknél, amelyek nincsenek kezelve a programozó által, így könnyebben felderíthetőek a program hibái a hibakeresés során.

5

3 Fejlesztői dokumentáció 3.1 A probléma A jelenleg forgalomban lévő QR-kód készítő alkalmazásoknál legtöbb esetben nem változtathatóak bizonyos paraméterek, így a követelmények között elsődleges szempont ennek a lehetővé tétele volt. Ezen kívül fontos szerepet kapott annak lehetősége, hogy az előállított képre esetleg olyan mintát lehessen felvinni, amely a megjelenése alapján árulkodhat a tartalomról.

3.2 Követelmények összegyűjtése Mint minden program megírásánál, itt is a szoftverrel kapcsolatos követelmények összegyűjtésével kezdődik a fejlesztés. Itt tisztázásra kerül, hogy a szoftver milyen követelményeknek kell megfeleljen, milyen funkciókkal rendelkezzen, valamint az, hogy milyen előfeltételei vannak, vagy lehetnek a szoftver futtatásának (internet elérés, adatbázis szerver kapcsolat, egyéb szoftverek megléte a felhasználói számítógépen). Jelen esetben felhasználói programról lévén szó, a legfontosabb követelmény egy felhasználói felület kialakítása, melyen keresztül a felhasználó kommunikálhat a programmal. Másik fő szempontom egy olyan szoftver készítése volt, amely biztosítja a továbbfejleszthetőséget, valamint azt, hogy egyéb grafikus felület is készíthető legyen a programhoz. Ezért a szoftver külön tartalmazza a felhasználói felületet, és azt az osztálykönyvtárat, amely a QR-kódok előállítását biztosítja. A szoftvertervezésénél fő szempontok:  szabványos QR-kód előállítása  szabványtól eltérő kód előállításának lehetősége paraméterek beállításával  egyszerű kezelőfelület felhasználó számára

3.3 Grafikus felület tervezése A program jelenleg csak grafikus felhasználói felületen keresztül irányítható. Ennek megtervezésénél törekedtem az egyszerű kialakításra, annak érdekében, hogy olyan felhasználó is elboldoguljon annak használatával, aki esetleg nem olvasta a felhasználói dokumentációt.

6

Egy ilyen felület megtervezésének legfőbb szempontja, hogy a praktikusságot a díszes kinézet elé soroljuk, de azért nem hátrány az sem, ha a program felülete kellemes hatást kelt felhasználójában.

3.4 Programozói referencia Ez a fejezetrész tartalmazza a kódolás során használt osztályokat, azok metódusait, valamint egy rövid leírást a felhasználásuk módjáról. Magát a kódolás menetét, valamint részletesebb leírást az alkalmazott módszerekről, a QR-kód előállításának menetéről a negyedik fejezet tartalmaz.

3.4.1 Az alkalmazás osztályai QRGUI névtér Ebben a névtérben található a felhasználói felületként szolgáló két osztály. Mindkettő a System.Windows.Forms.Form osztályból származtatott osztály, így tagjai megegyeznek annak öröklött tagjaival.

3.4.1.1 MainForm osztály Ez az osztály biztosítja a felhasználóval való kommunikációt. Felületén kaptak helyet a kód létrehozásához, módosításához, valamint az előállított kép mentéséhez szükséges vezérlőelemek. Emellett információt szolgáltat magáról az előállított a kódról is, úgy mint verziószám, kód mérete modulokban, valamint a beállított MaskPattern értékről.

3.4.1.2 PictureForm osztály A MainForm osztály által használt segédosztály, mely a generált képet jeleníti meg teljes méretben. A megjelenítés a PictureForm.Show(System.Drawing.Image) statikus metódus hívásával lehetséges, melynek paramétere a megjeleníteni kívánt kép Privát konstruktora miatt önmagában nem használható.

3.4.2 A QRGenerator könyvtár osztályai QRGenerator névtér

3.4.2.1 ECLevel felsorolás Ebben a felsorolásban vannak rögzítve a QR-kódhoz tartozó hibajavító képességek, ami azt jelöli, hogy az adott kód milyen mértékű sérülés esetén olvasható vissza biztonságosan. Ezek a következők lehetnek:

7

L. Megközelítőleg 7% hibát képes javítani M. Megközelítőleg 15% hibát képes javítani Q. Megközelítőleg 25% hibát képes javítani H. Megközelítőleg 30% hibát képes javítani

3.4.2.2 QRVersion felsorolás A kód verziószámát adja meg. Ez egytől negyvenig terjedhet. Ez határozza meg, hogy az adott kódon milyen méretű adat tárolható, valamint azt, hogy mekkora lesz a keletkezett kód mérete. Verziótól, hibajavító képességtől, és tárolási módtól függően különböző mennyiségű adat tárolható az adott QR-kóddal. Az adott verzióval tárolható adatok mennyiségét a függelék 1. táblázata tartalmazza.

3.4.2.3 MaskPattern felsorolás A kódmátrix létrehozása után egy úgynevezett maszk kerül rá. Tehát a kódmátrix adatot tartalmazó bitjeit át kell billenteni aszerint, hogy milyen maszkot alkalmaztunk. Ezután a kódmátrix teljes területére nézve úgynevezett büntetőpontokat számolunk, és a legkisebb büntetőponttal rendelkező mátrixból válik majd a végleges QR-kód. Ezek alkalmazásáról, illetve az eljárás menetéről részletesebb leírást a 4. fejezet tartalmaz. Elemei : Pattern_0 - Pattern_7

3.4.2.4 QRMode felsorolás A kódolási módot határozza meg. Elemei: 

Numeric - a kódolandó adat csak számokat tartalmazhat.

 Alphanumeric - a kódolandó adat tartalmazhat számokat, nagybetűket, valamint a következő karaktereket: <SPACE>,$,%,*,+,-,.,/,: 

Byte - bájt mód. Ebben az esetben az adat tárolása egy bát tömbként történik.



ECI - Extended Channel Interpretation. Lehetővé teszi különböző nemzetközi karakterkészletek használatát, és annak QR-kódban történő kódolását. Jelenlegi verzióban nem támogatott. A kódolandó adat, amennyiben nemzetközi karaktereket tartalmaz, az Byte módban kerül tárolásra.



Kanji - Az adat a japán Kanji karakterkészleten alapuló karaktereket tartalmazhatja. A szoftver jelenlegi verziójában nem támogatott. 8



Terminator - Az adatblokk végét jelölő bitsorozat.



Structured_Append - A QR-kód támogatja azt a lehetőséget, hogy több kép tartalmaz egy hosszabb adatot. Ez azt jelenti, hogy több kép tartalmaz egy hosszabb adatot, és ezek a képek ez esetben csak együtt dekódolhatóak. A szoftver jelenlegi verziójában ez a lehetőség nem támogatott.

3.4.2.5 QRCode osztály Ebben az osztályban valósítottam meg a bevitt adat szabványos kódolását. Az osztály emellett támogatja a létrehozott kép bizonyos fokú szerkesztését, valamint a szabványtól való eltérő alkalmazást.

Az osztály tagjai:  public QRCode(byte pixelsize, QRGenerator.ECLevel level, string code) A QRCode osztály konstruktora. A megadott paraméterekkel rendelkező QRCode osztály egy példányát hozza létre.  Paraméterei :pixelsize: modulméret pixelben level: Hibajavító képesség code: A kódolandó adat  public void ClearMaskedImage() – A háttérkép eltávolítása a kódról  public void OnPictureChanged() – A PictureChanged esemény kiváltása  public System.Drawing.Color BackColor – Háttér, színének, azaz a világos modulok színének lekérdezése. Ez az érték nem módosítható. (Fehér)  public System.Drawing.Bitmap Bitmap – Az aktuális kódhoz tartozó kép lekérdezése. Ez az érték nem módosítható  public byte BorderSize – A kód keretméretének lekérdezése, vagy beállítása modulokban megadva. Ez az érték a QR-kód szabványának megfelelően legalább 4 kell legyen.  public QRGenerator.ECLevel ECLevel – A kód hibajavító képességének lekérdezése, vagy beállítása  public System.Drawing.Color ForeColor – Az előtér, azaz a sötét modulok színének lekérdezése, vagy beállítása. Itt nincs kikötés arra vonatkozóan, hogy milyen érték használható, viszont a háttér, azaz a fehér színtől minél sötétebb

9

kell legyen. Egyes olvasó alkalmazások képesek kis eltérést is észlelni, ugyanakkor számolni kell azzal, hogy esetleg rossz minőségű fényképezés, vagy nyomtatás esetén ilyen esetben használhatatlanná válik a létrehozott kép.  public bool IsValid – A létrehozott kód érvényességének lekérdezése. Hamis, ha az adott paraméterekkel nem sikeres a kód létrehozása. Ez akkor történhet meg, ha már tartalmaz adatot a kód, és ez után változtatjuk meg annak Version, vagy ECLevel tulajdonságát. Ekkor a létrehozott kép az "ERROR" karakterláncnak megfelelő QR-kód piros előtérszínnel.  public byte Luminance – A maszkként beállított kép legnagyobb megengedett fényerősség értékének lekérdezése, vagy beállítása. Mivel a maszknak megadott kép bármilyen kép lehet, és esetleg tartalmazhat túl világos színeket, ezért azokat meg kell változtatni. Annak érdekében, hogy a beállított kép vizuálisan ne torzuljon túl nagymértékben ez az érték a teljes képre alkalmazásra kerül. Minél nagyobb ez az érték, annál közelebb áll az eredeti kép színeihez a létrehozott kép, viszont ez a kód minőségének romlásához vezethet.  public System.Drawing.Bitmap MaskImage – Az előtér kép lekérdezése, vagy beállítása. A képet, mint maszkot a keletkezett QR-kód képére teszi olyan módon, hogy a kódban a fehér területeket változatlanul hagyja, és a sötét területek színét pedig a maszk képnek megfelelően változtatja meg. Amennyiben a kép nem négyzet alakú, vagy kisebb esetleg nagyobb a generált QR-kód képénél, úgy nyújtással átméretezésre kerül. Ezért célszerű olyan képet megadni háttérkén, amely négyzetes, és mérete eléri a generált kép méretének az 50%-át a torzulás elkerülése érdekében.  public QRGenerator.MaskPattern MaskPattern – Az alkalmazott minta számának lekérdezése, vagy beállítása. Ez a kódoláskor automatikusan beállításra kerül, de az ettől való eltérés esetén olvashatatlan kód keletkezhet. Ennek alkalmazásáról, valamint a szabvány értéktől való eltérés lehetőségeiről részletesebb leírást tartalmaz a 4. fejezet.  public

int

MaximumAlphaNumChars

–

Az

adott

kódban

tárolható

alfanumerikus (csak nagybetűk és számok) karakterek maximális számának lekérdezése.

10

 public int MaximumByteCharacters – Az adott kódban tárolható Byte módú karakterek maximális számának lekérdezése.  public int MaximumKanjiCharacters – Az adott kódban tárolható Kanji karakterek maximális számának lekérdezése.  public int MaximumNumbers – Az adott kódban tárolható numerikus karakterek maximális számának lekérdezése.  public QRGenerator.QRMode Mode – Az adattárolás módjának lekérdezése. Az adat megadásakor automatikusan kerül megállapításra. Jelenleg csak Numeric, Alphanumeric, vagy Byte módok támogatottak.  public byte PixelSize – A generált kép blokkjainak mérete pixelben. Az érték írható, és olvasható.  public string Text A kódolandó / kódolt adat beállítása, vagy lekérdezése.  public QRGenerator.QRVersion Version A kód verziószámának lekérdezése, vagy beállítása  public int Width – A kód szélességének lekérdezése (modulokban megadva)  public event QRGenerator.PictureChangedEventHandler PictureChanged – A generált kép változásakor, vagy az OnPictureChanged() metódus meghívásakor bekövetkező esemény. Ez az esemény természetesen kiváltódik a verziószám, hibajavító képesség, MaskPattern érték megváltoztatásakor, tehát minden olyan módosítás után, amely a kód képének változását eredményezi.

3.5 Tesztelés A tesztelés folyamata egy minőségkezelés, amely ellenőrzi, hogy a program a kitűzött célnak megfelelően működik-e, valamint felderíti a program esetleges hibáit. A tesztelés ellenőrzött körülmények között történik, ezután a tesztelés során feltárt hibák kijavítására kerül sor. A tesztelés során szándékosan adunk meg a programnak nem megfelelő adatot, annak kiderítése érdekében, hogy a program az elvárásoknak megfelelően kezeli-e ezeket az eseteket.

11

3.5.1 A felhasználói szoftver tesztelési terve és eredményei Az alábbi táblázatok tartalmazzák a szoftver tesztelési tervét, annak követelményeit, illetve a teszt eredményeit. A követelmény mező a felhasználói dokumentációra való hivatkozással van kitöltve. Ezen fejezetrészek tartalmazzák a felhasználásra vonatkozó követelményeket. Ezek mellett természetesen minden esetben elvárás az, hogy a funkció normálisan befejeződjön, programhiba ne történjen. Sorszám Funkció

1 Kódolás funkció tesztelése karakterlánc megadásával 5.3/1 Nem történt hiba

Követelmény Teszt eredménye Sorszám Funkció Követelmény Teszt eredménye

2 Kódolás funkció tesztelése üres karakterlánccal 5.3/1 Nem történt hiba

Sorszám Funkció Követelmény Teszt eredménye

4 Keret méretének megváltoztatása 5.3/3 Nem történt hiba


5 Blokkméret megváltoztatása 5.3/4 Nem történt hiba


6 Fényerősség változtatása beállított háttérképpel, illetve háttérkép nélkül 5.3/5 Nem történt hiba


7 Maszk minta megváltoztatása 5.3/6 Nem történt hiba

12


8 Hibajavító képesség értékének megváltoztatása hibás, és jó adatok megadásával 5.3/7 Nem történt hiba


9 Hibás, illetve jó verziószám beállítása 5.3/8 Nem történt hiba


10 Kép megjelenítése 5.3/10a Nem történt hiba


11 Különböző képek beállítása előtérként 5.3/10b Nem történt hiba


12 Előtér törlése 5.3/10c Nem történt hiba


13 Előtér színének változtatása nem megengedett, illetve figyelmeztetést eredményező értékekre 5.3/10d Nem történt hiba


14 Kép mentése különböző formátumokban 5.3/10e Nem történt hiba

13

4 QR-kód létrehozásának folyamata 4.1 Adatelemzés Első lépésként a kódolandó adat kerül elemzésre aszerint, hogy milyen karaktereket tartalmaz az adat. A QR-kód több féle módot támogat, ezek közül a négy alapvető módot különböztethetünk meg:  Numerikus  Alfanumerikus  Byte  Kanji Ez után kerül meghatározásra az, hogy melyik az a minimális verziójú kód, amely képes tárolni a megadott hosszúságú adatot az adott hibajavító képességgel. Ezeket az értékeket a függelékben lévő 1. táblázat tartalmazza.

4.2 Adat kódolása bitsorozattá Második lépés az adat bitsorozattá alakítása. Ez az adatelemzés résznél leírt módoktól függően történik. Minden kódolási módhoz tartozik egy 4 bitből álló sorozat, ami jelzi, hogy az adat milyen módban van kódolva. A kódolt adat a következő blokkból áll elő: ADATBLOKK: [kódolási mód (4 bit)][karakterek száma1][adatbitek][lezáró bitek 2]. Ha az így keletkezett adat bitjeinek száma nem osztható nyolccal, akkor annyi 0 értékű bit kerül a végére, hogy az így keletkezett bitsorozat hossza nyolccal osztható legyen. Legvégül, ha az így keletkezett bitsorozat hossza még mindig nem éri el a tárolható maximális bitek számát, akkor a végére felváltva a 11101100 és a 00010001 bitsorozatok kerülnek. Ezzel az adatot előkészítettük a következő lépéshez, ahol kiszámolásra kerülnek a hibajavító bitek, és előáll a végleges bitsorozat a QR-kód előállításához. Ezen felül támogatott még az úgynevezett összetett mód, amikor több, a fenti módon megadott ADATBLOKK követi egymást. Ez lerövidítheti az eredeti adatból generált bitek számát, mivel numerikus, vagy alfanumerikus értékek jóval kevesebb bithosszon

1

A karakterek számának bithosszát az 1. táblázat tartalmazza Ha a bitsorozat nem tölti ki a verzió által megengedett teljes hosszt, akkor 4 bit (0) kerül a végére. Ezek az úgynevezett lezáró bitek. Amennyiben a megengedett hossz miatt 4-nél kevesebb bitnek marad hely, úgy csak annyi lezáró bit kerül az adat végére. 2

14

ábrázolhatóak. Annak eldöntése, hogy érdemes-e különböző kódolási módokat alkalmazni egy kódon belül a méret csökkentése érdekében további adatelemzés eredménye lehet. Ebben az esetben az összefűzött ADATBLOKK-ok végére kerülnek azok a kiegészítő 0 bitek, amelyek arról gondoskodnak, hogy a végső bitsorozat hossza 8 többszöröse legyen, és ennek végére pedig felváltva a fentebb említett 8 bit hosszú láncok, amelyek teljes hosszra egészítik ki a generált kódot. A következő, kódolási eljárásokat leíró alfejezetek címének végén szerepelnek az adott módhoz tartozó bitsorozatok, és leírást adnak az adott módba való kódolás folyamatáról. 1. táblázat - karakterszámot tároló bitek száma Bitek száma Verzió

Numerikus mód

Alfanumerikus

Byte mód

Kanji mód

mód 1-9

10

9

8

8

10-26

12

11

16

10

27-40

14

13

16

12

4.2.1 Numerikus mód: 0001 A kódolandó adat: 1357911 1. Az adatot feldaraboljuk 3 számjegyű csoportokra: 135 791 1 2. A kapott csoportokat bináris formában ábrázoljuk 10 biten, kivétel ez alól az utolsó csoport, amennyiben a hossza nem 3 számjegy. Ezt 4 biten ábrázoljuk, ha 1 jegyű, és 7 biten, ha 2 jegyből áll. 1357911  0010000111 1100010111 0001 3. A karakterek számát az 1. táblázat alapján a verziónak megfelelő bithosszon ábrázoljuk, legyen ez esetünkben 12 bit. 7  000000000111 Majd az így kapott bitsorozat mögé fűzzük az adatot. 4. Ezután a fenti bitsorozatot, a módjelző bitek mögé fűzzük, ebből áll elő a végleges adat: 0001 000000000111 0010000111 1100010111 0001

15

2. táblázat - Alfanumerikus karakterek kódjai Karakter

Érték

Karakter

Érték

Karakter

Érték

Karakter

Érték

Karakter

Érték

0

0

9

9

I

18

R

27

<SPACE>

36

1

1

A

10

J

19

S

28

$

37

2

2

B

11

K

20

T

29

%

38

3

3

C

12

L

21

U

30

*

39

4

4

D

13

M

22

V

31

+

40

5

5

E

14

N

23

W

32

-

41

6

6

F

15

O

24

X

33

.

42

7

7

G

16

P

25

Y

34

/

43

8

8

H

17

Q

26

Z

35

:

44

4.2.2 Alfanumerikus mód: 0010 A kódolandó adat: ABC-123 1. Meghatározzuk a karakter kódjának megfelelő számokat a 2. táblázat alapján: ABC-123  (10,11) (12,41) (1,2) (3) 2. Ezután kettes csoportokra bontva a számokat meghatározzuk a hozzájuk tartozó értékeket a következő formulával: (a,b)  45 * a + b. A kapott eredményt 11 biten ábrázoljuk. Amennyiben az utolsó csoportba csak egy szám kerül, úgy az eredmény maga a szám lesz, és 6 biten kerül ábrázolásra. 3. (10,11)  461  00111001101 4. (12,41)  581  01001000101 5. (1,2)  47  00000101111 6. (3)  3  000011 7. ABC-123  00111001101 01001000101 00000101111 000011 8. Karakterek száma: 7  00000000111 (11 biten ábrázolva) 9. Ezután meghatározzuk a hosszt tároló biteket, majd a módot jelző bitekkel együtt a fentihez hasonló módon a kódolt adatot felfűzzük ezen sorozat után. 10. A végleges bitsorozatunk tehát: 0010 00000000111 00111001101 01001000101 00000101111 000011

16

4.2.3 Byte mód: 0100 Ennél a módnál az adatként megadott karaktersorozat minden karaktere a JIS8 japán karakterkészlet szerint kerül kódolásra bináris reprezentációban 8 biten. Ez a karaktertábla a 7FHEX kódú karakterig megegyezik a szabványos ASCII kódtáblával. Az ASCII karaktereket a 3. táblázat tartalmazza. Az így kapott bitsorozatból az előzőekhez hasonló módon állítható elő a végleges adat a mód jelző 4 bit, és a karakterek számát jelző 1. táblázatnak megfelelő hosszúságú bitsorozat összefűzésével. A kódolandó adat: kutya A 3. táblázat alapján a fenti adatnak megfelelő bitsorozat a teljesség igénye nélkül tehát: 01101011 01110101 01110100 01111001 01100001 A karakterek száma: 5  00000101 (8 biten ábrázolva) A keletkező bitsorozat a mód jelző, és a hossz bitek hozzáadása után: 0100 00000101 01101011 01110101 01110100 01111001 01100001 3. táblázat - ASCII karaktertábla [6]

4.2.4 Kanji mód: 1000 Ez a kódolási mód a Shift JIS két bájtos karakterkódolási rendszeren alapul. Ennél a módnál a karakterek 13 biten vannak tárolva, az egyes karakterekhez tartozó 13 bit a következőképpen számolható:

17

Ha a karakter Shift JIS szerinti kódja 8140HEX és 9FFCHEX érték közé esik 1. Az adott karakterhez tartozó Shift JIS kód hexadecimális értékéből kivonjuk a 8140HEX értéket 2. A kapott érték felső bájtját megszorozzuk a C0HEX értékkel 3. A fenti eredményhez hozzáadjuk a kivonásnál keletkezett érték alsó bájtját 4. A végeredményből képezzük a 13 bit hosszúságú kódolt adatot Ha a karakter Shift JIS szerinti kódja E040HEX és EBBFHEX érték közé esik: 1. Az adott karakterhez tartozó Shift JIS kód hexadecimális értékéből kivonjuk a C140HEX értéket 2. A kapott érték felső bájtját megszorozzuk a C0HEX értékkel 3. A fenti eredményhez hozzáadjuk a kivonásnál keletkezett érték alsó bájtját 4. A végeredményből képezzük a 13 bit hosszúságú kódolt adatot Az alábbi két példa a két eljárást szemlélteti a 9092(崇) és az E054(澣) kódú karakterekre

崇

澣

9092HEX

E054HEX

Karakter Karakter Shift JIS szerinti kódja 1. lépés

9092HEX - 8140HEX = 0F52HEX

E054HEX - C140HEX = 1F14HEX

2. lépés

0FHEX * C0HEX = 0B40HEX

1FHEX * C0HEX = 1740HEX

3. lépés

0B40HEX + 0052HEX = 0B92HEX

1740HEX + 0014HEX = 1754HEX

4. lépés

0B92HEX = 0101110010010b

1754HEX = 1011101010100b

Befejezésképpen a kódolt adat elé kerülnek a karakterek számát jelző (ld. 1. táblázat), és a módjelző bitek. Ebben az esetben a karakterek száma 2, így a hosszt jelző bitsorozat 8 biten ábrázolva: 00000010. Hozzáadva a módjelző biteket, majd a két karakternek megfelelő adatot a végső bitkódunk: 1000 00000010 0101110010010 1011101010100

4.3 Hibajavító kód létrehozása Az előző lépésben létrehozott bináris sorozatot a ISO/IEC 18004:2000 szabvány 13-22 táblázata alapján megfelelő számú kódszóra bontjuk, így megkapjuk a 8 bit hosszúságú kódszavakat, amelyekhez kiszámoljuk a hozzá tartozó Reed-Solomon hibajavító kódot. A hibajavító kódot a kódszavakból alkotott GF(28) feletti, f(x) polinom és ugyanazon test feletti generátor-polinom osztási maradéka adja. A generátor-polinomok foka megegyezik az ISO/IEC 18004:2000 13-22 táblázatból

18

n 1

kiolvasott hibajavító kódszavak számával. A generátor-polinom a

 ( x  2)

k

képlettel

k 0

állítható elő, ahol n a polinom foka A GF(28) pedig az x8+x4+x3+x2+1 (az ennek megfelelő bitsorozat: 100011101) primitív elem által generált Galois-test. Az f(x) polinomot a kódszavakból úgy képezzük, hogy a polinom fokszáma a kódszavak számának és a hibajavító kódszavak számának összege, és a legnagyobb fokszámú tag együtthatótól kezdődően a kódszavak az együtthatói. Ezen test egy primitív eleme α, további elemei pedig annak hatványai. Minden hatványnak megfeleltethető egy egész érték, amelyet a következő algoritmussal számolhatunk ki: (A kód C# nyelven íródott) int x= 1; byte[] exp = new byte[255]; for (int i = 0; i < 256; i++) { exp[i] = (byte)x; x <<= 1; if (x >= 0x100) { x ^= primitive; } } Az algoritmus végén az exp 256 elemű tömb i. eleme az α i. hatványa lesz. A fenti hozzárendelt értékek segítségével a test feletti összeadás, illetve kivonás könnyen elvégezhető, ugyanis ez az adott értékekre alkalmazott bináris XOR művelet. Legyen például a kódolandó adatunk, a hibajavító kódszavak száma pedig 17: 000100000000110001111011000000001110110000010001111011000001000111101100 Ez kódszavakra bontva:

16, 12, 123, 0, 236, 17, 236, 17, 236 ebből kapjuk az f(x) polinomot. f(x) = α4x25+α27x24+α172x23+α122x21+α100x20+α122x19+α100x18+α122x17 g(x) = x17+α43x16+α139x15+α206x14+α78x13+α43x12+α239x11+α123x10+α206x9+α214x8+ α147x7+α24x6+α99x5+α150x4+α39x3+α243x2+α163x+α136 Az osztási maradék pedig: R(x) = α77x16+α229x15+α149x14+α182x13+α123x12+α51x11+α44x10+α162x9+α243x8+α25x7+ α165x6+α6x5+α153x4+α86x3+α186x2+α74x+α88

19

Ezután visszafejtve αn értékeit a hibajavító kódszavak: 60, 122, 164, 98, 197, 10, 238, 191, 125, 3, 145, 64, 146, 177, 110, 137, 25

4.4 A végső adatok sorba rendezése Következő lépésként az eredményül kapott kódszavakat táblázatba rendezzük a következő módon, az ISO/IEC 18004:2000 13-22 táblázatának adatai alapján. Legyen a kód verziója 7, hibajavító képessége H Ekkor a kódszavak száma 66 (K1, K2…), a hibajavító kódszavak száma pedig 130. (H1, H2, …), a blokkok száma pedig 5. Így minden blokkba a hibajavító kódszavak száma / blokkok száma kódszó kerül (ez minden esetben kitölti a teljes blokkot), az adatot tartalmazó kódszavak pedig ugyanolyan módon kerülnek elhelyezésre annyi különbséggel, hogy amennyiben vannak olyan blokkok, amelyeket nem töltenek ki teljesen kódszavak, akkor azok a táblázat végére kerülnek, és az utolsó helyeken lévő blokkok lesznek teljesen feltöltve. Blokk 1

K1

…

K13

H1

…

H26

Blokk 2

K14

…

K26

H27

…

H52

Blokk 2

K27

…

K39

H53

…

H78

Blokk 4

K40

…

K52

H79

…

H104

Blokk5

K53

…

K65

H105

…

H130

K66

Az így megalkotott táblázatból oszlopfolytonosan kiolvasva, és sorba rendezve az adatokat, majd a hibajavító kódszavakat kapjuk meg a végleges kódsorozatot, amit elhelyezünk a kódmátrixon. A fenti példa alapján a sorrend tehát: K1, K14…K2, K15…K66, H1, H27…H105, H2, H28…H130.

4.5 A kódot tartalmazó mátrix felépítése A fenti módszerrel átalakított kódszavakat bináris alakban tároljuk a kódmátrixon. Minden egyes kódszó 8 bitje első elérhető helyre kerül egy 4x2 méretű blokkba. Az elhelyezést a mátrixon a bal alsó sarokban lévő modultól kezdjük felfelé haladva, majd ha elértük a mátrix tetejét/alját, akkor visszafelé haladva folytatjuk tovább az eljárást (1. ábra). Az egyes bitek elhelyezése a blokkokba a következőképpen történik: Felfelé haladva

Lefelé haladva

0

1

6

7

2

3

4

5

4

5

2

3

6

7

0

1

20

Mint ahogyan az 1. ábrán látható, előfordulhat, hogy olyan helyre kellene bitet elhelyeznünk, amely terület foglalt. Ekkor a következő szabad területre helyezzük el a soron következő bitet, természetesen ekkor a blokkok formája az ábrán látható módon átalakulhat. Az ábrán látható, utolsó fehér adatblokk szabad biteket jelöl, ugyanis egyes verzióknál nem kerül kitöltésre a teljes adatterület. Ezek az úgynevezett maradékbitek, és értékük 0 lesz.

1. ábra

4.6 Maszk alkalmazása A kódmátrix felépítése után az adatot tartalmazó részre egy maszk kerül, az utolsó, esetleg maradékbiteket tartalmazó blokkot is beleértve (2 a,b,c ábra). Ez a maszk értékek, és a kódmátrixon lévő modul (i, j) pozíciója alapján a következő feltételekkel történik: 000

(i+j) mod 2 = 0

001

i mod 2 = 0

010

j mod 3 = 0

011

(i+j) mod 3 = 0

100

(( i div 2)+(j div 3)) mod 2 = 0

101

(i*j) mod 2 + (i*j) mod 3 = 0

110

((i*j) mod 2 +(i*j) mod 3) mod 2 = 0

111

((i*j)mod 3 + (i+j) mod 2) mod 2 = 0

21

Amennyiben az alkalmazott maszkra, és pozícióra vonatkozó feltétel teljesül, úgy az aktuális bitet át kell billenteni.

2.a. ábra

2.b ábra

2.c ábra -

a) a kód minta alkalmazása nélkül, b) az alkalmazott minta c) a kész kód

3. ábra (Az alkalmazott minták) Minden egyes minta alkalmazása után ki kell számolni a keletkezett kódhoz tartozó büntetőpontokat, majd kiválasztani ezek közül a legalacsonyabb pontszámmal rendelkezőt, és ez lesz majd a végleges kódmátrix. A büntetőpontok 4 részből tevődnek össze, és a kódmátrix teljes területén kell alkalmazni. A büntetőpontok számolása: 

Sorban, vagy oszlopban előforduló azonos színű modulok száma 5+i–3 + i pont



mxn méretű blokk előfordulása azonos színnel – 3 * (m - 1) * (n - 1) pont



1100011 minta elfordulása sorban, vagy oszlopban – 40 pont



Sötét modulok száma a teljes területen 50±(5+k)% - 50±(5+(k+1)) % – 10 * k pont

22

4.7 Hibajavító képesség, és verzióinformációk hozzáadása A kód hibajavító képességének értéke 2 biten van ábrázolva, ehhez fűzzük hozzá az alkalmazott maszk értékének 3 bitjét (ld. 4.6 – A maszk alkalmazása). Az így kapott 5 bithez generáljuk a Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (BCH) (15,5) hibajavító biteket, és az így kapott 15 bitet helyezzük el a kódmátrixra A hibajavító képességekhez tartozó bitek: L – 01 M – 00 Q – 11 H – 10 Legyen ez most L hibajavító képességgel rendelkező kód, és 001 minta. Ekkor az 5 adatbitünk 01001. Az ehhez tartozó polinom x3+1. Ezt megszorozzuk x(15-5) – el, aztán elosztjuk a g(x) = x10+x8+x5+x4+x2+x+1 generátor-polinommal. x13+x10 = x3(x7+x5+x2+x)+x2+1 Az osztás maradékából származó polinomhoz tartozó 10 bit tehát 0000000101. Ezután a két bitsorozatot összefűzzük (010010000000101), és XOR műveletet hajtunk végre ezzel az értékkel, és a 101010000010010 bitsorozattal. A kapott eredmény tehát: 111000000010111. Ez az érték kerül a hibajavító képességet, és mintát tartalmazó területre (4. ábra) A verzióinformáció csak a 7-es verziójú kódoktól kezdődően kerül tárolásra, a verziószám 6 biten ábrázolva és a 12 hibajavító bit. A hibajavító bitek a fentihez hasonló módon számolandóak, annyi különbséggel, hogy BCH (18,6) hibajavító kódról lévén szó, a verziószámból előállított polinomot x(18-6) – al szorozzuk, a generátorpolinom pedig x12+x11+x10+x9+x8+x5+x2+1. Az előállított bitsorozatra ez esetben a XOR maszkot sem kell alkalmazni. Végül ez is elhelyezésre kerül a kódmátrix megfelelő területén, (4. ábra, és 4. táblázat) valamint rákerül az úgynevezett timing pattern, a viszonyítási pontokat jelölő modulok, és a pozícionáló modulok. A pozícionáló modulok a kódmátrix bal felső, jobb felső, illetve bal alsó sarkában elhelyezkedő blokkok. Ezek egy 3x3 méretű sötét blokkból, az azt körülvevő 1 szélességű világos, és az ezt körülvevő, szintén 1 szélességű modulból állnak. A viszonyítási pontok a pozícionáló részhez hasonlóan épülnek fel, de ezek középpontja egy, egy modulból álló sötét rész. A viszonyítási pontok pozícióját verziónként a függelék 2. táblázata tartalmazza. Minden verzióhoz adott a viszonyítási pontok száma,

23

és a hozzájuk tartozó koordináta pozíciók A kódterület bal felső sarkában található modul a (0,0) pozíció. Például a 7-es verzióhoz tartozó információk: viszonyítási pontok száma: 6, a hozzá tartozó koordináták pedig 6,22,38. Ezekből a tényleges (sor, oszlop) koordináták a megadott értékekből képezhető rendezett párok: (6,22) (22,6) (22,22) (22,38) (38,22) (38,38) A (6,6) (6,38) és (38,6) pozíciókra viszont nem kerülnek viszonyítási pontok, mivel ezeket a területeket az igazítási pontok foglalják el. 4 táblázat – verzióbitek elhelyezkedése a blokkokban Felső pozíció 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0

3

6

9

12

15

12

13

14

1

4

7

10

13

16

15

16

17

2

5

8

11

14

17

Alsó pozíció

4.ábra

24

5 Felhasználói kézikönyv 5.1 Teendők a program indítását megelőzően A program működéséhez a .NET keretrendszer 2.0, vagy magasabb verziója szükséges, mely megtalálható a programot tartalmazó DVD FrameWork könyvtárában, vagy ingyenesen letölthető a Microsoft© honlapjáról. http://www.microsoft.com/download/en/details.aspx?id=1639 Rendszerkövetelmények: Minimális

ajánlott

rendszerkövetelményei

képernyőfelbontás: megegyeznek

a

800x600.

.NET

A

keretrendszer

program 2.0

további

verziójának

követelményeivel. A program működéséhez szükséges továbbá a QRGenerator.dll fájl, melyet a program könyvtárában kell elhelyezni. Szintén megtalálható a programot tartalmazó DVD Program könyvtárában

5.2 A program indítása A program indítása a DVD-n található Program könyvtárában található QRGUI.exe állomány futtatásával történik. Ezután megjelenik a kezelőfelület (1.ábra), amelyen a vezérlőelemek segítségével megadhatóak a kódolás paraméterei, a kódolandó adat és létrehozható a kívánt kód.

1.ábra 25

5.3 Az ablak vezérlőelemei és azok funkciói A program ablaka, valamint annak vezérlőelemei az 1. ábrán láthatóak. A program a következő funkciókkal rendelkezik: 1. Ebbe a szövegmezőbe kerül a kódolandó adat, amelyből aztán a program létrehozza a kívánt paraméterekkel rendelkező QR-kódot. A folyamat kezdése a Kódolás gombra (2) kattintva lehetséges. Amennyiben a szövegmező üres, abban az esetben az „EMPTY STRING” szöveg kerül beállításra. A kódolás megkezdése előtt be kell állítani a kívánt hibajavító képességet (9), a keret méretét (3), valamint a blokkméretet (4). 2. A szövegmezőbe bevitt adat QR-kódjának létrehozása. A kód a 10-es számmal jelölt vezérlőelemben jelenik meg. Mérete a képmező méretéhez van igazítva, teljes méretben való megjelenítése a 2. ábrán található vezérlőelemmel lehetséges. 3. A keret mérete mezőben adható meg a kép keretének mérete blokkokban. Ez a QR-kódot körülvevő fehér keret. Minimális értéke 4, maximális méretként 10 adható meg. Beállítás után a kép automatikusan frissül. 4. A QR-kód sötét, illetve világos színű négyzetekből áll, ezek tartalmazzák a kód bitjeit. Világos (fehér) = 0 sötét (fekete, vagy fehértől eltérő szín) = 1. A blokkméret mezőben állítható be a QR-kód blokkjainak mérete pixelben. Minimális értéke 4, maximum 15 pixel lehet. Beállítása után a kép automatikusan frissítve lesz. 5. A fényerősség beállítására szolgál abban az esetben, amennyiben előtérként valamilyen képet állítottunk be. Itt 0 és 255 közötti értékek adhatóak meg. Bővebb leírást alkalmazásáról a 10b. pontban olvashat. Amennyiben nincs beállított háttérkép az érték megváltoztatása esetén nem történik a kép frissítése, ellenkező esetben megjelenik az új kép az alkalmazott értékkel. 6. A QR-kód készítése után a kódolt adatra egy minta kerül maszkként, ezzel is csökkentve a kód olvasása közben fellépő hibalehetőséget. Az alkalmazott mintákról, valamint azok alkalmazási módszeréről bővebb leírást a 4. fejezet tartalmaz. Az optimális érték megállapítása automatikusan történik, ezen érték változtatása lehetséges, de nem célszerű, elkerülendő egy esetleges hibás kód generálását. Amennyiben a kód e tulajdonságát kívánja megváltoztatni, úgy érdemes a 4. fejezet tanulmányozása, ahol részletes leírás található arról, hogy

26

miként történik az optimális kód kiválasztása, így valószínűsíthető egy keletkezett képről, hogy dekódolható lesz-e. Kis blokkméretű kódoknál a „szemrevételezés” módszere többnyire alkalmazható, a nagyobbak viszont kevésbé átláthatóak. Az érték megváltoztatásával a 10. vezérlőelemen megjelenik az új kép. 7. A hibajavító képesség beállításával adható meg az, hogy a generált kódnak mekkora legyen a hibatűrő képessége. Ez az olvasó alkalmazások számára fontos, ugyanis a kép nyomtatás után esetleg megsérülhet, így az adat visszanyerésének esélye függ ettől az értéktől. Természetesen minél nagyobb ez az érték, annál nagyobb sérülést képes kijavítani az olvasó alkalmazás, viszont ennek arányában csökken az adott verziójú kódban tárolható adat mennyisége is. Amennyiben már létrehoztunk egy kódot, és megváltoztatjuk ezt az értéket, akkor a program automatikusan egy új képet állít elő, és ez jelenik meg a régi kép helyén (10). Itt négyféle érték adható meg: L - ~7% hibát képes javítani M - ~15% hibát képes javítani Q - ~25% hibát képes javítani H - ~30% hibát képes javítani Amennyiben az adat átkódolása a megadott hibajavító képességgel nem lehetséges, úgy az „ERROR” karakterláncot tartalmazó QR-kód kerül előállításra, piros előtér színnel és ez jelenik meg, ha nem történt hiba, akkor az újonnan létrehozott kód képe kerül megjelenítésre. 8. Ezen a vezérlőn állítható be a kód verziószáma. A Kódoláskor ez az érték automatikusan kerül beállításra, azzal a minimális értékkel, amin a megadott kód a kiválasztott hibajavító képességgel kódolva elfér. Ez utólagosan nagyobb verziószámra változtatható, ekkor a program új képet állít elő, és megjeleníti a régi kép

helyén.

Amennyiben alacsonyabb

verziószámot

állítunk

be

előfordulhat, hogy ekkor már a kódolt adat nem tárolható az adott verzió segítségével, ekkor a kép helyén a 8. pontban említett „ERROR” karakterláncot tartalmazó kód jelenik meg, ha nem történt hiba, akkor az újonnan létrehozott kód képe kerül megjelenítésre. 9. Információk a kódról. Verziószám, blokkméret, pixelméret, alkalmazott maszk száma.

27

10. A létrehozott képet tartalmazó vezérlő (2. ábra). A képen jobb egérgombbal kattintva egy helyi menü érhető el, amelyekkel a kép paraméterei állíthatóak be.

2. ábra a) Kép megjelenítése teljes méterben: A generált képet teljes méretben jeleníti meg egy külön ablakban b) Előtér kép beállítása. A kódra ráhelyezhető maszkként egy, a felhasználó által megadott kép. A kép olyan módon kerül a QR-kódra, hogy a kód sötét blokkjai a kép színét veszik fel, a fehér modulok pedig változatlanok maradnak. Elkerülendő, hogy a QR-kód sötét blokkjai túl világosak legyenek azokon a részeken, ahol a maszkként megadott kép világos színű, ott a pixeleinek színét a program megváltoztatja 7. pontban megadott értéknek megfelelően. Annak érdekében, hogy a keletkezett kép ne torzuljon, a program a teljes képre alkalmazza ezt az értéket megfelelő arányban. Minél kisebb ez az érték, a kép annál

28

sötétebb lesz, 0 esetén fekete, és minél nagyobb, a kép színei annál közelebb állnak az eredeti kép színéhez. Ezt az értéket abban az esetben érdemes alkalmazni, amikor a háttérként beállított kép nem tartalmaz túl világos színeket. Amennyiben a beállítani kívánt kép mérete kisebb, vagy nagyobb a QR-kód képének méreténél, vagy nem négyzet alakú akkor nagyítással, vagy zsugorítással kerül alkalmazásra. Ezért célszerű négyzet alakú képet alkalmazni háttérképként. 3a. - 3c. ábrák. Beállítás után megjelenik az így keletkezett kép.

3a. ábra – a QR-kód

3b. ábra – a maszkként alkalmazott kép

3c. ábra – a létrehozott kép maszkkal c) Előtér kép törlése: törli az előtérként beállított képet, és visszaállítja az eredeti előtérszínnel rendelkező képet. d) Előtér színe: egy színválasztó párbeszédablak jelenik meg, ahol kiválasztható a QR-kód sötét moduljainak színe. Bármilyen fehér színtől eltérő szín beállítása megengedett, de amennyiben a szín túlzottan világos a program egy figyelmeztető ablakot jelenít meg a beállítás előtt, ugyanis ezek az értékek olvashatatlan kódot eredményezhetnek. Beállítás után a kód képe frissítésre kerül a kívánt értékkel. e) Kép

mentése:

a

kép

mentése

kiválasztott

formátumban.

Egy

párbeszédpanel jelenik meg, ahol választható, formátumban elmenthető az elkészített kép.

29

6 Összegzés Az elkészített alkalmazás a ISO/IEC 18004:2000 szabványnak megfelelő QRkódok előállítására alkalmas, kibővítve néhány olyan funkcióval, ami megenged bizonyos eltéréseket a szabványtól. A szoftver lehetőséget ad a generált képek bizonyos fokú szerkeszthetőségére, amely alkalmas arra, hogy a felhasználója kicsit közelebbről ismerkedjen meg ilyen lehetőségekkel. A szoftver nem biztosítja a kétdimenziós kódok összes típusának felhasználását, mindazonáltal segítséget nyújt a felhasználók számára a QR-kódokkal való ismerkedésben, és az azokban rejlő lehetőségek kihasználásában. A dolgozat nem tér ki a QR-kódok összes lehetőségére, amelyek a szoftverben sem kerültek megvalósításra, de egy rövid összefoglaló leírást ad azokról a módszerekről, eljárásokról, amelyek segítségével könnyebbé válik a QR-kódoló alkalmazások fejlesztésének „útján” való elindulás. Ezzel leginkább azon fejlesztők érdeklődését kívántam felkelteni a témában, akik még csak most ismerkednek a QRkódok világának rejtelmeivel.

30

Függelék

31

1. táblázat - Maximálisan tárolható karakterek száma [1] Verzió

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Méret

21x21

25x25

29x29

33x33

37x37

41x41

45x45

49x49

53x53

57x57

Hibajavító képesség

Adat bitek

Numerikus

Alfanumerikus

L

152

41

25

17

10

M

128

34

20

14

8

Q

104

27

16

11

7

H

72

17

10

7

4

L

272

77

47

32

20

M

224

63

38

26

16

Q

176

48

29

20

12

H

128

34

20

14

8

L

440

127

77

53

32

M

352

101

61

42

26

Q

272

77

47

32

20

H

208

58

35

24

15

L

640

187

114

78

48

M

512

149

90

62

38

Q

384

111

67

46

28

H

288

82

50

34

21

L

864

255

154

106

65

M

688

202

122

84

52

Q

496

144

87

60

37

H

368

106

64

44

27

L

1,088

322

195

134

82

M

864

255

154

106

65

Q

608

178

108

74

45

H

480

139

84

58

36

L

1,248

370

224

154

95

M

992

293

178

122

75

Q

704

207

125

86

53

H

528

154

93

64

39

L

1,552

461

279

192

118

M

1,232

365

221

152

93

Q

880

259

157

108

66

H

688

202

122

84

52

L

1,856

552

335

230

141

M

1,456

432

262

180

111

Q

1,056

312

189

130

80

H

800

235

143

98

60

L

2,192

652

395

271

167

M

1,728

513

311

213

131

Q

1,232

364

221

151

93

H

976

288

174

119

74

32

Byte Kanji


11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Méret

61x61

65x65

69x69

73x73

77x77

81x81

85x85

89x89

93x93

97x97


Adat bitek

Numerikus

Alfanumerikus

L

2,592

772

468

321

198

M

2,032

604

366

251

155

Q

1,440

427

259

177

109

H

1,120

331

200

137

85

L

2,960

883

535

367

226

M

2,320

691

419

287

177

Q

1,648

489

296

203

125

H

1,264

374

227

155

96

L

3,424

1,022

619

425

262

M

2,672

796

483

331

204

Q

1,952

580

352

241

149

H

1,440

427

259

177

109

L

3,688

1,101

667

458

282

M

2,920

871

528

362

223

Q

2,088

621

376

258

159

H

1,576

468

283

194

120

L

4,184

1,250

758

520

320

M

3,320

991

600

412

254

Q

2,360

703

426

292

180

H

1,784

530

321

220

136

L

4,712

1,408

854

586

361

M

3,624

1,082

656

450

277

Q

2,600

775

470

322

198

H

2,024

602

365

250

154

L

5,176

1,548

938

644

397

M

4,056

1,212

734

504

310

Q

2,936

876

531

364

224

H

2,264

674

408

280

173

L

5,768

1,725

1,046

718

442

M

4,504

1,346

816

560

345

Q

3,176

948

574

394

243

H

2,504

746

452

310

191

L

6,360

1,903

1,153

792

488

M

5,016

1,500

909

624

384

Q

3,560

1,063

644

442

272

H

2,728

813

493

338

208

L

6,888

2,061

1,249

858

528

M

5,352

1,600

970

666

410

Q

3,880

1,159

702

482

297

H

3,080

919

557

382

235

33

Byte Kanji


21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Méret

101x101

105x105

109x109

113x113

117x117

121x121

125x125

129x129

133x133

137x137


Adat bitek

Numerikus

Alfanumerikus

Byte

Kanji

L

7,456

2,232

1,352

929

572

M

5,712

1,708

1,035

711

438

Q

4,096

1,224

742

509

314

H

3,248

969

587

403

248

L

8,048

2,409

1,460

1,003

618

M

6,256

1,872

1,134

779

480

Q

4,544

1,358

823

565

348

H

3,536

1,056

640

439

270

L

8,752

2,620

1,588

1,091

672

M

6,880

2,059

1,248

857

528

Q

4,912

1,468

890

611

376

H

3,712

1,108

672

461

284

L

9,392

2,812

1,704

1,171

721

M

7,312

2,188

1,326

911

561

Q

5,312

1,588

963

661

407

H

4,112

1,228

744

511

315

L

10,208

3,057

1,853

1,273

784

M

8,000

2,395

1,451

997

614

Q

5,744

1,718

1,041

715

440

H

4,304

1,286

779

535

330

L

10,960

3,283

1,990

1,367

842

M

8,496

2,544

1,542

1,059

652

Q

6,032

1,804

1,094

751

462

H

4,768

1,425

864

593

365

L

11,744

3,514

2,132

1,465

902

M

9,024

2,701

1,637

1,125

692

Q

6,464

1,933

1,172

805

496

H

5,024

1,501

910

625

385

L

12,248

3,669

2,223

1,528

940

M

9,544

2,857

1,732

1,190

732

Q

6,968

2,085

1,263

868

534

H

5,288

1,581

958

658

405

L

13,048

3,909

2,369

1,628 1,002

M

10,136

3,035

1,839

1,264

778

Q

7,288

2,181

1,322

908

559

H

5,608

1,677

1,016

698

430

L

13,880

4,158

2,520

1,732 1,066

M

10,984

3,289

1,994

1,370

843

Q

7,880

2,358

1,429

982

604

H

5,960

1,782

1,080

742

457

34


31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

Méret

141x141

145x145

149x149

153x153

157x157

161x161

165x165

169x169

173x173

177x177


Adat bitek

Numerikus

Alfanumerikus

L

14,744

4,417

2,677

1,840 1132

M

11,640

3,486

2,113

1,452

894

Q

8,264

2,473

1,499

1,030

634

H

6,344

1,897

1,150

790

486

L

15,640

4,686

2,840

1,952 1,201

M

12,328

3,693

2,238

1,538

947

Q

8,920

2,670

1,618

1,112

684

H

6,760

2,022

1,226

842

518

L

16,568

4,965

3,009

2,068 1,273

M

13,048

3,909

2,369

1,628 1,002

Q

9,368

2,805

1,700

1,168

719

H

7,208

2,157

1,307

898

553

L

17,528

5,253

3,183

2,188 1,347

M

13,800

4,134

2,506

1,722 1,060

Q

9,848

2,949

1,787

1,228

756

H

7,688

2,301

1,394

958

590

L

18,448

5,529

3,351

2,303 1,417

M

14,496

4,343

2,632

1,809 1,113

Q

10,288

3,081

1,867

1,283

790

H

7,888

2,361

1,431

983

605

L

19,472

5,836

3,537

2,431 1,496

M

15,312

4,588

2,780

1,911 1,176

Q

10,832

3,244

1,966

1,351

832

H

8,432

2,524

1,530

1,051

647

L

20,528

6,153

3,729

2,563 1,577

M

15,936

4,775

2,894

1,989 1,224

Q

11,408

3,417

2,071

1,423

876

H

8,768

2,625

1,591

1,093

673

L

21,616

6,479

3,927

2,699 1,661

M

16,816

5,039

3,054

2,099 1,292

Q

12,016

3,599

2,181

1,499

923

H

9,136

2,735

1,658

1,139

701

L

22,496

6,743

4,087

2,809 1,729

M

17,728

5,313

3,220

2,213 1,362

Q

12,656

3,791

2,298

1,579

972

H

9,776

2,927

1,774

1,219

750

L

23,648

7,089

4,296

2,953 1,817

M

18,672

5,596

3,391

2,331 1,435

Q

13,328

3,993

2,420

1,663 1,024

H

10,208

3,057

1,852

1,273

35

Byte

Kanji

784

2. táblázat – viszonyítási pontok helyei Viszonyítási Verzió

pontok

Viszonyítási pontok közepének koordinátái (sor/oszlop)

száma 1

0

-

2

1

6

18

3

1

6

22

4

1

6

26

5

1

6

30

6

1

6

34

7

6

6

22

38

8

6

6

24

42

9

6

6

26

46

10

6

6

28

50

11

6

6

30

54

12

6

6

32

58

13

6

6

34

62

14

13

6

26

46

66

15

13

6

26

48

70

16

13

6

26

50

74

17

13

6

30

54

78

18

13

6

30

56

82

19

13

6

30

58

86

20

13

6

34

62

90

21

22

6

28

50

72

94

22

22

6

26

50

74

98

23

22

6

30

54

78

102

24

22

6

28

54

80

106

25

22

6

32

58

84

110

26

22

6

30

58

86

114

27

22

6

34

62

90

118

28

33

6

26

50

74

98

122

29

33

6

30

54

78

102

126

36

2. táblázat – viszonyítási pontok helyei Verzió

Viszonyítási pontok

Viszonyítási pontok közepének koordinátái

száma

(sor/oszlop)

30

33

6

26

52

78

104

130

31

33

6

30

56

82

108

134

32

33

6

34

60

86

112

138

33

33

6

30

58

86

114

142

34

33

6

34

62

90

118

146

35

46

6

30

54

78

102

126

150

36

46

6

24

50

76

102

128

154

37

46

6

28

54

80

106

132

158

38

46

6

32

58

84

110

136

162

39

46

6

26

54

82

110

138

166

40

46

6

30

58

86

114

142

170

37

Irodalomjegyzék [1] QRcode.com http://www.denso-wave.com/qrcode/index-e.html (2011-12-11) [2] How to create QRcode http://www.swetake.com/qr/qr1_en.html (2011-12-11) [3] Wikipédia QR-kód szócikk http://hu.wikipedia.org/wiki/QR-kód (2011-12-11) [4] Kasza Péter - Reed-Solomon kódok http://users.iit.uni-miskolc.hu/~kasza1/files/reed_solomon/reed_solomon.pdf (2011-12-11) [5] ISO/IEC 18004:2000. QR Code bar code symbology specification. ISO, Geneva, Switzerland. [6] .NET Framework Class Library http://msdn.microsoft.com/en-us/library/gg145045.aspx (2011-12-11) [7] Bradley L. Jones () : C# mesteri szinten 21 nap alatt, Kiskapu kiadó 2004 ISBN 9639301736

Mellékletek 1 DVD lemez, amely tartalmazza a programot, jelen szakdolgozatot pdf formátumban. A program futtatásához szükséges .NET keretrendszer 2.0-s verzióját, valamint a szoftver forráskódját.

38

Speciális QR-kódok készítése

Recommend Documents