Der QR-Code ist ein in Japan entwickelter Code, der aus zwei Dimensionen besteht. Der Aufbau sieht auf den ersten Blick sehr komplex aus. Er besteht aus einer quadratischen Matrix. In diese Matrix ist ein Binärcode integriert, der aus weißen und schwarzen Punkten besteht. Als Orientierungspunkte dienen vier kleine Quadrate, die sich in den oberen Ecken und der linken unteren Ecke befinden.
Um eine gewisse Fehlertoleranz zu erlauben, existiert ein fehlerkorrigierender Code. Dieser ermöglicht auch noch bei einer Abweichung von bis zu 30 % eine fehlerfreie Decodierung des QR-Code. Insgesamt existieren vier verschiedene Fehlerlevels. Im niedrigsten Level können ca. 7 % der beschädigten oder unleserlichen Daten wieder rekonstruiert werden. Weitere Abstufungen sind 15, 25 und 30 %.
In das Quadrat eines QR-Codes müssen mindestens 21×21 Elemente eingebunden werden. Das Maximum liegt bei 177×177 Elementen pro Quadrat. Ein QR-Code kann kostenfrei genutzt werden. Allerdings sollte die Bezeichnung QR-Code bei der Verwendung genannt werden, da sie ein eingetragenes Warenzeichen der Denso Wave Incorporated ist.
Anwendung des QR-Codes
Ursprünglich wurde der QR-Code für die Produktionslogistik entwickelt. Toyota verwendete ihn zur Bezeichnung der einzelnen Bauteile und Baugruppen. So konnten diese schnell und ohne Verwechslungen ausgewählt werden. Mittlerweile hat sich der QR-Code in vielen Bereichen durchgesetzt. Er wird oftmals auf Werbeplakaten angebracht. Die Decodierung führt den Nutzer auf die Internetseite des Produktes, auf der sich weitere Informationen befinden.
Der öffentliche Nahverkehr nutzt den QR-Code ebenfalls. Wird der QR-Code beispielsweise mit einem Smartphone decodiert, können der Fahrplan oder aktuelle Meldungen über Verspätungen angezeigt werden. Ebenfalls kann er als Navigationshilfe dienen, beispielsweise für Touristen, die eine bestimmte Sehenswürdigkeit suchen. In Kanada wird der QR-Code von Museen genutzt. Sie verwenden ihn, um ihren Besuchern die Möglichkeit zu geben, sich über das Internet mit weiteren oder weiterführenden Informationen zum jeweiligen Ausstellungsobjekt zu informieren.
Geplant ist in den USA die Verwendung von unsichtbaren QR-Codes zur Erhöhung der Fälschungssicherheit von Geldscheinen. Allerdings kann es passieren, dass Links in den QR-Code integriert werden, die auf schädliche Seiten führen. Um zu vermeiden, dass der Nutzer sofort auf die entsprechende Seite geleitet wird und sich womöglich einen Virus einfängt, wird im Normalfall der Inhalt des Codes erst angezeigt und es muss ausdrücklich erlaubt werden, dass auf die Seite gewechselt wird.
Wie wird ein QR-Code verwendet?
Das sogenannte Mobile-Tagging funktioniert mithilfe eines Mobiltelefons. Hierzu muss das Gerät eine Kamera besitzen und es muss eine Software installiert werden, die den QR-Code entschlüsseln kann. Auf diese Weise können Internetseiten aufgerufen werden, ohne dass die Adresse eingetippt werden muss. Wer einen QR-Code erstellen möchte, muss im Vorfeld den zu codierenden Text und die erlaubte Fehlerquote festlegen.
Zuerst erfolgt die Festlegung der Größe des Codes anhand der Anzahl der verwendeten Zeichen und dem Grad der Fehlerquote. Auf eine weiße Fläche werden dann in schwarzer Farbe die einzelnen Elemente des Codes aufgebracht. Zuerst werden diejenigen Elemente integriert, die in keiner Abhängigkeit zum Text stehen, also die Positionsmuster und Orientierungspunkte. Es erfolgt eine Generierung des Textes in eine Bitfolge. Im Anschluss wird eine weitere Bitfolge generiert, die die Fehlerkorrektur enthält.
Anschließend werden die gefertigten Bitmuster in das Quadrat eingebracht. Dies erfolgt in Schlangenlinien an den Ort, an dem gerade Platz ist. Das Muster soll am Ende in etwa gleich viele schwarze und weiße Quadrate enthalten. Außerdem soll der Code nicht allzu einfach eingelesen werden können. Aus diesem Grund werden acht verschiedene Masken über den QR-Code gelegt. Das beste Ergebnis wird verwendet. Im letzten Schritt wird die Kennnummer der Maske, die verwendet wurde, in das Quadrat eingebettet. Sinn und Zweck des QR-Codes ist es, möglichst viele Informationen auf wenig Platz zu speichern.
Die Weiterentwicklungen des QR-Codes
Der QR-Code wurde im Lauf der Zeit immer weiter entwickelt. Vor allem große Unternehmen nutzen den QR-Code nicht nur zum Verschlüsseln von Daten, sondern auch als Design-Modell. Hierbei überlagert die gewünschte Grafik einen Teil des Codes. Diese Überlagerung muss im Rahmen der Fehlertoleranz liegen, damit die Daten trotzdem weiter ausgelesen werden können. Diese Entwicklung des Codes wurde allerdings nicht durch den Entwickler herbeigeführt.
Der Micro-QR-Code benötigt weniger Platz als der normale Code. Er wurde im Jahr 2000 von Kenso entwickelt, um kleine Datenmengen auf sehr kleinem Raum codieren zu können. Es können maximal 35 Ziffern oder 21 alphanumerische Zeichen codiert werden.
2005 wurde der Secure-QR-Code entwickelt. Er bietet dem Anwender die Möglichkeit, nur einen Teil oder den ganzen Text zu verschlüsseln. Die Decodierung ist dann nur mit einem speziellen Lesegerät möglich. In diesem muss der passende Schlüssel eingegeben sein, um ein Lesen des Codes zu ermöglichen. Auf diese Weise kann ein Teil der Informationen für alle Besucher der Seite zugänglich sein, aber ein anderer Teil nur mithilfe des Lesegerätes.
Die Darstellung des QR-Codes ist als Rechteck ebenfalls möglich. In dieser Variante kam Denso Unternehmen entgegen, die zylindrische Gegenstände lesen möchten, bzw. die den QR-Code integrieren wollen und den vorhandenen Barcode abschaffen möchten. Ein Barcode ist rechteckig und an den vorgegebenen Stellen ist meist kein Platz für ein Quadrat. Mit dem iQR-Code wurde dieses Problem gelöst. In dieser Variante können max. 422×422 Elemente in den Code integriert werden. Dies bedeutet ca. 40.000 Zeichen in einem Code. Außerdem wurde die zusätzlich die Fehlertoleranz erhöht. Beim QR-Code liegt sie bei max. 30 %, der iQR-Code ermöglicht eine Fehlertoleranz von bis zu 60 %. Das Unternehmen Denso möchte diese Weiterentwicklung ebenfalls allen zugänglich machen, unter Nennung des Markennamens bei der Verwendung.
Zusammenfassung
Der QR-Code ist eine zweidimensionale Matrix aus schwarz-weißen Punkten, ursprünglich in Japan entwickelt und weitgehend in verschiedenen Anwendungsfeldern verbreitet. Die Technologie enthält Fehlerkorrekturmechanismen, die eine gewisse Toleranz für beschädigte oder unklare Codes bieten. Die Größe eines QR-Codes variiert, wobei das eingetragene Warenzeichen bei der Nutzung genannt werden sollte.
In der Praxis findet der QR-Code vielfältige Verwendung, von Produktionslogistik bis hin zu Werbeplakaten und im öffentlichen Nahverkehr. Er dient auch als Instrument für Informationsvermittlung in Museen und soll zukünftig in den USA zur Fälschungssicherheit von Geldscheinen beitragen.
Das Scannen eines QR-Codes erfolgt in der Regel mit einem Mobiltelefon und einer speziellen Software. Zur Erstellung eines QR-Codes müssen zuvor der zu codierende Text und die gewünschte Fehlerquote festgelegt werden. Dann erfolgt die Generierung der Matrix inklusive Fehlerkorrekturcodes.
Der QR-Code hat verschiedene Weiterentwicklungen erfahren, darunter der platzsparende Micro-QR-Code und der Secure-QR-Code, der teilweise oder ganz verschlüsselte Informationen enthält. Eine besondere Variante ist der iQR-Code, ein rechteckiger Code mit erhöhter Fehlertoleranz, ideal für spezielle Anwendungen wie zylindrische Objekte.
Häufige Fragen und Antworten
Was ist ein QR-Code?
Ein QR-Code ist ein in Japan entwickelter Code, der aus einer quadratischen Matrix mit schwarzen und weißen Punkten besteht. Er dient dazu, Informationen auf kleinem Raum zu speichern und schnell zu übertragen.
Wie wird ein QR-Code verwendet?
Ein QR-Code wird oft auf Werbeplakaten, Produkten und im öffentlichen Nahverkehr eingesetzt. Mit einem Smartphone kann der QR-Code gescannt werden, um beispielsweise auf eine Website weitergeleitet zu werden oder Informationen abzurufen.
Welche Weiterentwicklungen gibt es beim QR-Code?
Der QR-Code hat verschiedene Weiterentwicklungen erfahren. Dazu gehören der Micro-QR-Code, der weniger Platz benötigt, sowie der Secure-QR-Code, der verschlüsselte Informationen enthält. Ein weiterer Variant ist der iQR-Code, der rechteckig ist und eine erhöhte Fehlertoleranz aufweist.