如何使用 Python 生成酷炫的二維碼？

那麼讓我們來扒一扒如何使用 Python 生成二維碼圖片。

二維碼

二維碼（2-dimensional bar code），是用某種特定的幾何圖形按一定規律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息的。它能將數字、英文字母、漢字、日文字母、特殊符號（如空格，%，/ 等）、二進位等信息記錄到一個正方形的圖片中。

因此，在轉換的過程中，離不開編碼壓縮方式。在許多種類的二維條碼中，常用的碼制有：Data Matrix，Maxi Code，Aztec，QR Code，Vericode，PDF417，Ultracode，Code 49，Code 16K等。

二維碼在現實生活中的應用越來與普遍，歸功於 QR code 碼制的流行。我們常說的二維碼就是它，所以，二維碼又被稱為 QR code。

QR code 是一種矩陣式二維條碼（又稱棋盤式二維條碼）。它是在一個矩形空間通過黑、白像素在矩陣中的不同分布進行編碼。在矩陣相應元素位置上，用點（方點、圓點或其他形狀）的出現表示二進位「1」，點的不出現表示二進位的「0」，點的排列組合確定了矩陣式二維條碼所代表的意義。

二維碼結構

我們的目的是要使用 Python 生成 QR 碼，那我們需要先了解二維碼（QR 碼）的結構。

根據標準（ISO/IEC 18004），我們可以了解到 QR 碼結構如下：

圖片來源於網路

1、功能圖形

功能圖形是不參與編碼數據的區域。它包含空白區、位置探測圖形、位置探測圖形分隔符、定點陣圖形、校正圖形五大模塊。

2、 編碼區域

編碼區域是數據進行編碼存儲的區域，它由格式信息、版本信息、數據和糾錯碼字三部分構成。

格式信息：所有尺寸的二維碼都有該信息。它存放一些格式化數據的信息，例如容錯級別、數據掩碼，和額外的自身 BCH 容錯碼。

版本信息：版本信息是規定二維碼的規格。前面講到 QR 碼一共有 40 種規格的矩陣（一般為黑白色），從21x21（版本1），到177x177（版本40），每一版本符號比前一版本的每邊增加4個模塊。

數據和糾錯碼：主要是存儲實際數據以及用於糾錯碼字。

二維碼的繪製過程

二維碼已經有一套國際標準了，所以繪製二維碼的過程要嚴格按照標準來執行。這個過程比較複雜，下面總結出了大致繪製過程。如果你想深入了解繪製細節，可以閱讀具體標準。

二維碼的繪製大概過程如下：

在二維碼的左上角、左下角、右上角繪製位置探測圖形，位置探測圖形一定是一個 7x7 的矩陣；

繪製校正圖形，校正圖形一定是一個 5x5 的矩陣；

繪製兩條連接三個位置探測圖形的定點陣圖形；

在上述圖片的基礎上，繼續繪製格式信息；

接著繪製版本信息；

填充數據碼和糾錯碼到二維碼圖中；

最後繪製蒙版圖案。因為按照上述方式填充內容，可能會出現大面積空白或黑塊的情況，導致掃描識別十分困難。所以需要對整個圖像與蒙版進行蒙版操作(Masking)，蒙版操作即為異或 XOR 操作。在這一步，我們可以將數據排列成各種圖片。

二維碼的生成

我們既然已經了解二維碼原理，那麼可以利用 Python 生成二維碼。網路上高人比比皆是，已經有大神編寫了 Python 生成二維碼的第三方庫，所以我們不需要重複造輪子, 使用現成的庫即可。

我就推薦兩個庫：qrcode 和 python-qrcode。

1、qrcode

qrcode 運行在 Python 3 版本上，它可以玩出很多花樣。例如能生成以下三種二維碼圖片：普通二維碼、帶圖片的藝術二維碼（黑白與彩色）、動態二維碼（黑白與彩色）。它比較適合直接用於生成二維碼圖片的場景。

安裝 qrcode 庫可以使用 pip 方式。但是該庫依賴 pillow、numpy 和 imageio。因此，我們需要先安裝依賴庫，再安裝 qrcode。最後的安裝命令如下：

該庫生成帶圖片的藝術二維碼算是一大亮點，具體用法如下：

上述命令作用是將 Github 主頁寫到彩色二維碼中。

該庫還支持生成 Gif 的彩色二維碼圖片，具體用法如下：

效果圖如下：

最後補上該庫的 Github 地址：https://github.com/sylnsfar/qrcode/。

2、python-qrcode

python-qrcode 相比 qrcode 要稍微遜色一點。不過它也有自己的特色，它支持生成矢量圖，而且比較適合在代碼中生成二維碼的場景。

安裝 python-qrcode 同樣建議使用 pip 方式，安裝命令如下：

在 Python 代碼中，最簡單的用法是這樣。

它也支持自定義二維碼的信息，具體用法如下：

如果你想深入了解該庫，可以到 Github 倉庫閱讀相關的文檔。

Github 地址：https://github.com/lincolnloop/python-qrcode。

作者：極客猴，熱衷於 Python，目前擅長於利用 Python製作網路爬蟲以及 Django 框架。

聲明：本文為作者投稿，版權歸對方所有。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！