大家好，我是科技一桿槍?，F(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)市場的普及和擴(kuò)展，手機(jī)移動支付也變成了大家最常用的工具之一。如今出門已經(jīng)不需要帶現(xiàn)金了，只要有一部智能手機(jī)，比如蘋果手機(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，這個二維碼是有時(shí)效性的，過時(shí)即廢。
那有的人就擔(dān)心，二維碼如何記錄信息的呢？它會不會用光？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二維碼，又在什么時(shí)候會用光呢。
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先來說下二維碼是如何產(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)在一個平面上組成具有獨(dú)立特征的一個正方形圖案，所以它在橫向和縱向上都可以記錄信息。這個看似雜亂無章的“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，所有的語言都能用0和1來表達(dá)出來，二維碼使用與二進(jìn)制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，我們可以將白色格子看成0，黑色格子看成1，這樣就組成一個橫向和縱向都進(jìn)行過編碼的二維碼了。
二維碼支持多種編碼格式，下表是各個編碼格式的“編號”，這張表會寫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，我們可以簡單的理解二維碼是一個單邊具有一定格數(shù)的正方形矩陣。這個矩陣內(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)碼及容錯碼及靜態(tài)區(qū)域。
從上面圖中可以看出，一個二維碼包含的信息密度是很大的。
二維碼比條形碼的優(yōu)勢二維碼的上一代是Bar Code，也就是傳統(tǒng)的條形碼。那相對來說，二維碼火起來的優(yōu)勢在哪呢？
一是因?yàn)闂l形碼儲存的信息量較少，只有一個方向來表示信息，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L*L的矩陣，L代表這個矩陣的邊長格數(shù)，那么這樣一個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。每增加一個版本，矩陣就會增加4的尺寸，總結(jié)公式是：
(V-1)*4 + 21（V是版本號）
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)使用的都是哪個版本呢？還不太一樣，比如微信的個人名片就是37×37的，支付寶的支付二維碼相對來說就小一點(diǎn)，是25×25的。
我們就拿25X25的來計(jì)算，到底能組成多少種二維碼呢？因?yàn)槎S碼有用來定位標(biāo)志的的固定區(qū)域，這部分不能動，我們?nèi)コ筮€剩下478個小格子，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)量級呢？各位數(shù)一下看看，沒法數(shù)對不對。
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個版本，最高的版本矩陣達(dá)到了177X177，那二維碼數(shù)量簡直是天文數(shù)字。
二維碼應(yīng)用場景有哪些但可能還是有朋友對上面的數(shù)字級別沒有概念，還想追問這么多二維碼到底夠不夠用？那我們首先要知道哪些場景需要消耗二維碼，這樣才能測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)用場景：
1. 手機(jī)付款碼。這是消耗二維碼最多的地方，是一個動態(tài)的二維碼，有一定的時(shí)效性，過期就失效，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、推送的廣告、優(yōu)惠券等其他網(wǎng)址。
3. 名片管理。這是一些用戶注冊的賬號，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，其它平臺的會員名片等。
4. 二維驗(yàn)證碼。這是指我們登錄一些平臺時(shí)需要用手機(jī)掃描頁面二維碼，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)用場景都可以歸類到上面4種。
全球每天消耗多少二維碼再來看我們消耗二維碼的速度大概是什么水平，由于靜態(tài)的二維碼不會變化，占比不多，我們主要分析動態(tài)使用的二維碼數(shù)量。
中國網(wǎng)民消耗二維碼數(shù)量拿我們中國來說，中國的網(wǎng)民數(shù)量大概是8.5億人，而使用移動支付的人數(shù)大約占全部網(wǎng)民的8/10，也就是8.5X0.8=6.8億人。我們每個人每天消耗幾個二維碼呢？比如我每天至少一個，偶爾會出現(xiàn)一天四五次的支付情況，那么平均下來每天就算2個。如果以我作為平均數(shù)，那僅中國每天就要消耗二維碼6.8X3=20.4億個。
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?。考慮到國外的移動支付并沒有中國這么普及，我們再取一個弱化系數(shù)0.7，則國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。由此可見，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63億。
假設(shè)一個消耗量上限算到這里我覺得數(shù)量級還不夠，我們假設(shè)一個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，那么全球每天總共消耗的二維碼數(shù)量為：78X10=780億個。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，先來反算達(dá)到一億的數(shù)值需要2的多少次方，根據(jù)對數(shù)公式：
log2(100000000)=8/lg2≈26.6
所以，2的27次方就會超過1億。
那么我們以全球每天消耗780億個來算，不會超過2的37次方，而目前40個版本的二維碼數(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二維碼，70 多億人也需要 3×10^126 年，可以說是用到宇宙毀滅也用不完。由此可見，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，但是用不完；再者，現(xiàn)在的40個版本也是可以擴(kuò)容的，那么至于未來的支付方式誰能說得準(zhǔn)會變成什么樣子呢。所以說，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。
