你一定不知道,小程序码是这样绽放的

小程序码的出现

2017年1月9号,微信正式发布小程序,最开始只能通过微信【扫一扫】识别进入特定小程序。4月14号,正式开放了【长按识别二维码】的功能,这意味着,用户使用小程序的便捷程度将大大提高。


此后,仅仅过了4天,微信又推出了小程序码,支持【扫一扫】和【长按识别扫码】

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小程序码虽然长得跟二维码截然不同,但二维码所有的功能,小程序码同样具备。

为什么微信要推出这样的异形二维码?小程序码背后又有何故事?

别着急,今天就来给大家讲讲小程序码背后的故事。


二维码 VS 小程序码

第一次扫小程序码的时候,其实是抱着试一试的心态来的。


当时就在想,这么不像二维码的码真的能扫出来?结果一试还真可以!后面通过查找资料才发现,原来这种异形二维码并不是微信的首创,Facebook、Snap 等公司都已经推出过类似的异形码:

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下面这个二维码通过图像处理和识别技术传统二维码中近70%的色块抹掉,做成一种近乎无形的二维码。它是以色列一家创业公司(Visualead)的作品。

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(可通过淘宝 APP 扫码识别)


阿里巴巴于2015年投资了这家公司,在旗下的网站、APP 以及云计算等产品中已经开始使用 相关技术。

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动态视觉码


此外还有很多充满想象力的「变脸二维码」(作者:笑脸兔):

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面对市面上这么多好玩又有趣的二维码,微信推出专属的小程序码,既意之外,又情理之中。

如果上面的理由还没有说服到你,我们再从二维码和小程序码对比的角度,来看看小程序码有什么优点。

传统二维码往往以有下几个缺点:

  • 扫码预期:每张二维码的背后可能代表一个文件,一个页面、又或者是一个应用

  • 安全性:二维码由于其开放性,很容易成为木马病毒的温床,很多人会担心扫码之后可能使自己的手机感染病毒而放弃扫码

  • 品牌宣传:无法满足小程序的品牌宣传需求

小程序码的优点:

  • 观赏性:小程序码与普通二维码相比,看起来更美观

  • 扫码预期:扫码前能明确知道扫码之后将会体验到一个小程序

  • 安全性:小程序码目前只能通过微信产生,并且只能通过微信识别,安全性更高

  • 品牌宣传:每个小程序码右下角都是固定的微信小程序 Logo,每见到一次小程序码,大家就能多一次联想到微信小程序

  • 高容错性:当一张二维码图片中间嵌有某些 Logo 图片时,其实相当于是把最中间部分有用的编码信息挖掉,再贴一张 Logo 图片上去。而小程序码不同,中间的 Logo 区并不包含数据编码的部分,因此小程序码拥有更高的容错性


很明显,小程序码是更好的选择:)


小程序码的绽放过程

这是小程序码最初的设计稿雏形,可以看到的确是一朵花的形状,稍有不同的是这个雏形图中只有两个定位点。


而目前我们看到的小程序码,一共有3个定位点。


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这个是小程序码的规范设计稿:

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目前小程序码一共支持 3 种容量,分别是 36 射线、54 射线和 72 射线。

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每个版本分别对应 L、M、Q、H 4种容错级别:

  • L 级容错的小程序码,大约 10% 的字码可被修正

  • M 级容错的小程序码,大约 15% 的字码可被修正

  • Q 级容错的小程序码,大约 25% 的字码可被修正

  • H 级容错的小程序码,大约 35% 的字码可被修正

这应该如何理解呢?


例如 H 级容错的小程序码,大约 35 %的字码可被修正。这意味着在最理想情况下,当这个小程序码 35% 的面积被遮挡/损坏,扫码引擎还是能识别出这个小程序码承载的信息。


但是,这 35% 被破坏的面积,不能是定位图案和功能性数据,必须是纯编码区,而且错误的区域还要分布得刚刚好,条件是非常苛刻的。


所以,这里的百分数是一个非常理想的数据,实际测试的结果会比这个百分数稍微低一些。

不过现阶段当我们通过官方 API 文档去请求一张小程序码图片时,暂时不用(或者说未能)指定期望生成的是哪种版本、哪个容错级别的小程序码,这些是微信后台会帮开发者自动选择的。

麻雀虽小,五脏俱全。


小程序码有两个 Logo 区域,分别是中间的自定义 Logo 区和右下角的官方 Logo 区,灰色的区域是小程序码的数据编码区,其它彩色区域是小程序码的功能性数据(主要包括版本、纠错等信息。


至于具体如何对应,由于微信官方暂时尚未对外公开,所以这里也要先保密一下哦)

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小程序码这朵【菊花】是如织绽放的呢?主要要以下几个步骤:


1.定位点

首先确定 3 个定位点和右下角的官方 logo 区,经过第一步小程序码的大小也随着确定。

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2.信息编码区

编码的过程主要是把原始信息(例如某个小程序的首页)转化成计算机能识别的语言——二进制序列(例如 0110…110)的过程


听起来是不是有点抽象?你可以这么理解,六个月大的婴儿吃不了大米,但是我们可以把大米砸碎研磨变成米浆米糊,这样他就可以食用消化的,原理是差不多的,大而化小 :)

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编码完的下一步是加纠错码。


这个过程有点复杂,这里我也尝试用大家能听懂的语言给大家解释一下。


假设桌子上先是放了 100 个生鸡蛋(代表上一步已经转换好的二进制序列),然后再加入120个熟鸡蛋(代表纠错码,具体个数就视纠错率而定了,这里只是一种假设)。表面上看起来生鸡蛋和熟鸡蛋并没有太大的区别,但是其实还是有办法能辨别出来的。例如,生鸡蛋由于蛋黄悬浮到鸡蛋中间,重心不稳,无法旋转,而熟鸡蛋是可以旋转的。


经过纠错码这个步骤,数据量变大了(从生熟鸡蛋的例子来看,桌子上的鸡蛋由 100 个变为 220 个),而回到我们上一个步骤,相当于把二进制序列 0110…110 进行了扩展(假设原来 0 和 1 加起来一共有 170 位,经过纠错编码之后就变成了一共 400 位的 1010…101)。

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这里需要补充说明的一点是,加纠错码这个阶段不只是让数据量简单地增大。


一旦小程序码的版本、纠错级别确定了,其对应的纠错码都是固定的了,这样解码阶段才能通过对应的规则去消除纠错码,把真正有用的数据保留下来(回到生熟鸡蛋的例子就是只留下生鸡蛋,而把熟鸡蛋排除掉)。

经过信息转换和纠错编码之后,我们得到一串最终的二维码序列,就可以把信息按一定的编码顺序填充到小程序码的编码区域(1对应的是黑色,0对应的是白色)。


填充之后我们发现小程序上花瓣看起来很不均匀,比如下图

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所以为了让小程序码的花瓣看起来更加均衡,需要再多做一步操作。

——分隔线开始——


在此之前,我们先来学习一下逻辑异或(XOR,符号是⊕ )的基本知识,请看下面这个表格。

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A ⊕ B ,当 AB 不等时值为1,AB 相等时值为0。A和同一个 B 经过两次异或操作,结果跟原码相同(A ⊕  B ⊕  B = A)。

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——分隔线结束——

3.掩码操作

将小程序码跟32种掩膜(又称【mask】,可依照一定的规则生成)进行异或运算,最终选取效果最佳的作为最终的小程序码。


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4.功能性数据

最后一步是填充功能性数据,最终效果如下:

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至此,小程序码就完成了它的绽放过程 :)


获取小程序码

根据小程序官方开发文档的说明,目前请求生成一个小程序码有两个接口(A 和 B),请求生成小程序二维码有一个接口(C),这三个接口有什么区别呢?

  • 数量限制:接口 A、C 生成的小程序码和二维码加起来不能超过 10w 个,接口 B 生成的小程序码则数量没有限制

  • 时效性:接口 A、B、C 生成的小程序码/二维码永久有效

  • 页面指定性:接口 A、C 生成的小程序码/二维码可以直接进入指定页面,而接口 B 生成的小程序码需要通过技术开发处理逻辑(通过参数 scene)后才能跳转到其它页面

建议大家优先使用 B 接口去生成二维码,一方面是小程序码始终是比二维码可辨认性高,另一方面没有数量限制,而且技术处理也相对简单。

关于小程序码的样式,现阶段我们主要可以定义以下方面的内容:

  • 小程序码的尺寸

  • 小程序码的射线颜色

  • 自定义 Logo 区的图片

由于目前我们只能定义小程序码的射线颜色,无法定义整个小程序码图片的背景颜色。所以在声明小程序码射线的颜色这一步,主要有两种思路:

  • 通过设置 line_color 来决定小程序码射线的颜色,不过这个时候最好是确保射线跟背景色(白色)有一定的对比度,降低扫码成本

  • 设置 auto_color 为 true(默认为 false),微信后台会智能根据中间 Logo区域的主色调来确定小程序码射线的颜色

微信识别小程序码

小程序码识别过程跟小程序码的生成过程是反过来的,大家可以通过简单的流程图来感受一下。


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虽然目前小程序暂时不支持直接分享到朋友圈,但是越来越多的小程序已经通过尝试将小程序码与业务功能相结合,生成一张可以在朋友圈传播的小程序码,方便其它用户通过长按识别小程序码直接(从朋友圈)进入相应的小程序。


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长按识别二维码(或小程序码)在微信下是一个再自然不过的交互了,既然讲到这里,就顺便跟大家简单聊聊长按识码背后的小故事。微信会根据不同的场景采取不同的识别策略,这里主要分为两类:


1.Webview 下长按识别

当微信检测到用户长按识别的时候,会第一时间把当前屏幕截屏,然后去检测屏幕截图是否有小程序码(或二维码),如果有,则出现长按识别小程序码(或二维码)的菜单项,点击该菜单项即可跳转到对应的小程序码(或二维码对应的内容);反之如果截图里面没有小程序码(或二维码),又或者小程序码(或二维码)图案不完整,则不会有识别结果。

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2.图片查看器下长按识别

假设有人在朋友圈发送了一张包含小程序码(或二维码)的图片,你点击预览小图(这时称图片处于图片查看器中),这个时候也是可以长按识别的,那这个时候就是直接发图去识别!(但不一定是原图哦,这里的策略是非常非常多的,例如这张图片非常大,微信就会先做适当压缩再上传去识别的)

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现阶段(2017.8)经过测试发现,在普通场景下,只要微信能长按识别二维码,就也同样能长按识别小程序码;不过在小程序下面,暂时只支持长按识别小程序码哦,长按识别二维码是不支持的。

参考文章和图片来源

  • 小程序码相关介绍 —— by 微信团队

  • 《微信公众平台小程序开发档》

最后

感谢大家阅读到最后,为了表达我的感激,我决定(再次)把研究过程中遇到过的最好看的小程序码的图片分享给大家 :)

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