《3小時搞懂日常生活中的科學!【圖解版】》:條碼或QR碼的原理是怎麼樣的?

《3小時搞懂日常生活中的科學!【圖解版】》:條碼或QR碼的原理是怎麼樣的?
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我們想讓你知道的是

在這本書裡,作者盡可能用淺顯的詞彙,說明這些科學與技術的發明原理,希望能幫助更多人從「只懂得操作」,轉變為「了解其中的發明原理,在生活中充分運用它們」。

文:左卷健男

【條碼或QR碼的原理是怎麼樣的?】

刷條碼可以讀取商品價格,刷QR碼可以立刻知道地址和減價資訊。它們是用什麼樣的規則在讀取資料呢?

條碼的原理

用於所有商店的一切生活用品,也最為民眾所熟悉的條碼是日本商品條碼JAN碼 [1](Japan Article Number),把條碼的紋路放大,就可知道它是由七條白色與黑色的線(模組)組成,用來代表一個數字。

一般的JAN碼有13位數,首先最左側的2位數是「國碼」,這個數字是全球性的EAN協會所管理,日本取得49與45兩個國碼。國碼之後的7位數數字是「企業廠商碼」,接受企業單位申請,由流通系統開發中心設定。接下來的「商品品項碼」是3位數,企業單位可在001到999的範圍內,選擇任意數字設定。

一般來說,同一規格的商品會貼上相同的條碼,再由商店來設定價格。掃描條碼時,會照會該商店的數據庫, 所以,可以隨商店或是視日期來改動價格。

末尾的「檢查碼(CD)」是為了防止讀取錯誤而設的。與其他的碼不同,是結合幾個計算方法算出來的。

例如,從右起看檢查碼CD之外的12位數,奇數行相加乘以三,再加偶數位的和。再用10減去答案的個位數,該數字就設定成檢查碼CD。(檢查碼的計算公式寫在圖中)

這樣算出的JAN碼,會在製造廠或發行商包裝的階段印刷, 這叫做「source marking」

至於像生鮮食品(青菜或肉等),以重量來標示個別價格的商品,使用只有該商店流通的「Instore marking」條碼。這時,相當於國碼的最前兩碼,會使用20~29的數字,以避免混淆。

書籍的JAN分成兩段,第一段從「978」開始,接著是ISBN書籍分類號碼,最後以檢查碼收尾。第二段從「192」開始,標示日本專有的圖書分類與未稅本體價格,最後也以檢查碼結束圈 [2]。

另外,條碼是用光讀取資料,基本上只要對上紅色的LED光, 就會讀取黑線(模組)與白線,轉換為0與1的數據信號。條碼識讀器正是利用黑線和白線對光的反射率不同來讀取條碼數據的。

多虧了這個架構的功勞,顛倒的條碼也能正確讀取。因為以中央碼為界,分成左右兩邊,將左右相同數字的表現方法(黑模組與白模組的七碼組合)做了改變。

例如,同樣是「9」,在左側時是「0001011」,在右側時是「0010111」,將顛倒狀況考慮進去,變換不同的電子信號以作區別。

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Photo Credit: 好讀出版

QR碼的原理

QR碼(Quick Response Code)是日本Denso Wave公司於1994年開發的二維條碼識別碼,為重視高速讀取的「進化形條碼」。尤其是在手機鏡頭可以讀取之後,快速普及開來 [3]。

稱它「進化形」的原因,來自幾個特色:比起條碼,它所含的資訊量大增, 而且髒汙、破損就算達到30%,數據也能修復,而且它的標示只需要條碼的十分之一面積。

以前條碼處理的資訊量最多20行,相較之下QR碼因有二維方向的條碼可做變化,容量極大,最大資料容量是7089字(只含數字時)。數據修復稱為「錯誤訂正功能」,因QR碼內特殊圖案設計和辨識定位標記有容錯能力,QR碼圖形如果有破損,仍然可以被機器讀取內容。製作數據的人,也可以選擇可修復的標籤。

QR碼被運用在各種不同的領域, 除了官方網站的網址、簡單取得特賣資訊等促銷用途之外,也應用在電子票卡或機場的登機證。在社群媒體上,也提供以QR碼與粉絲或朋友共享訊息的服務。

最近,也能看到與插圖或照片組合、設計性高的QR碼,任何人都能製作它,各位不妨來挑戰看看。

附註

[1] 台灣所使用的商品條碼為EAN碼,全名為European Article Number(歐洲商品條碼),台灣在1985年加入EAN會員,現在買東西結帳時,服務人員掃瞄商品上的條碼就是EAN條碼。台灣國碼為471。

[2] 本書封底也印有ISBN碼,不妨參考看看。台灣的ISBN條碼第二段為957或986。

[3] Denso Wave公司雖然保有QR碼的專利,但並未行使權利,而是將格式公開,讓任何人都能使用它。因此現在全世界不用花成本便能使用這種編碼。

相關書摘 ►《3小時搞懂日常生活中的科學!【圖解版】》:紙尿布和衛生棉為什麼吸滿水分卻不會漏?

書籍介紹

本文摘錄自《3小時搞懂日常生活中的科學!【圖解版】》,好讀出版

作者:左卷健男
譯者:陳嫻若

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Photoshop大師講堂:拍出陳珊妮、唐鳳靈魂的獨特,專訪酷兒攝影師登曼波如何創作出獨特的風格影像

Photoshop大師講堂:拍出陳珊妮、唐鳳靈魂的獨特,專訪酷兒攝影師登曼波如何創作出獨特的風格影像

我們想讓你知道的是

從現場美術出身的登曼波,擅長融合酷兒文化,營造出充滿故事性的影像風格。是怎麼樣的養分塑造出他現在的獨特色彩,讓他能夠找到被拍攝者不為人知的角度?他又如何透過Photoshop去實現獨樹一幟的細節?

無論是裸背綑縛的珊妮公主,還是化身鳳梨的唐鳳,任誰來到登曼波的鏡頭前,都能展現出最奇趣吸睛的一面。他拍明星名人,也拍主流視野外的酷兒族群與文化場景。這天我們前去拜訪登曼波,一窺他平時如何透過Photoshop創造出獨特影像風格。

 

用色彩撞破刻板分界,讓符號與畫面一起說故事

登曼波在成為攝影師之前從事的是電影與廣告美術,這些經歷都轉化成他影像創作上的養分。大學畢業後來到台北,加入電影劇組的美術組密集工作,在 Google Map 還不普及的 2000 年代,他拿著紙本地圖探索這座城市,因為參與《艋舺》與《一頁台北》的拍攝,踏遍萬華、中山一帶的巷弄尋找拍攝場景和道具。

「那個過程算是訓練我對影像的美感吧,像顏色的配置就會是我在決定拍攝時先思考的元素。」若曾看過登曼波攝影作品的人,肯定都會被那大膽的用色與場景建構的手法所驚艷,既衝突又合理。或許他試圖解構的正是顏色所象徵的刻板印象,賦予被攝對象最能凸顯其性格的顏色與情境。

離開電影產業後,進入廣告公司工作,讓曼波多了更多時間探索自己的創作,藉由 Photoshop 豐富的附加元件,嘗試多樣的濾鏡風格。他透過網路大量閱讀、研究各種視覺與音樂養分,也在線上平台分享自己拍攝的照片,因此結識不少創作者,其中包括莎士比亞的妹妹劇團團長王嘉明。在莎妹劇團的邀請下,曼波的攝影生涯從劇場開始,「我也把電影美術的訓練都放在裡面,讓符號跟畫面一起說故事。」

用影像魔術紀錄酷兒文化場景

2019 年拿下北美館主辦的台北美術首獎的《父親的錄影帶》,是曼波對自我生命經驗的探索與剖析,除了透過創作與自己的父親對話,了解彼此的不曾想見的樣貌,把這個過程帶到放到美術館,希望鼓舞更多酷兒表現自己,他也將酷兒們的身影置入流行文化的媒介中。曼波在工作上合作的對象來自非常多領域,時尚雜誌、表演藝術、流行音樂、電影等領域都能找到他的作品。

談到時裝拍攝的經驗,曼波形容「很像在變魔術」。攝影師不只是跟隨腳本,而是和編輯、造型等整個團隊一起做視覺方向的發想,「雖然會有產品的置入,但在追求製造最適合主題的『幻象』之下,其實有蠻大的發揮空間」,曼波談到他經常拍攝 LGBTQ 主題的雜誌封面,在這樣的工作氛圍裡很能讓他大膽地展現自己的風格。

在攝影師身份之外,登曼波也在 Pawnshop 放歌,在自己的生活圈內,製造一些事件。他與友人以 Pawnshop 為據點,建構、觀察台灣的酷兒文化場景,「我拍呂薔《找 Matched!》這支 MV,所有演員都是我在 Pawnshop 聚集的,包括幾位知名的變裝皇后。」

Photoshop 是創作時最不可或缺的工具

攝影師的工作除了前期的概念發想,拍攝現場精確執行拍攝計畫,後期的照片編輯也是非常關鍵的一步。Photoshop 一直是曼波在創作時必備的軟體工具,「我喜歡用底片拍攝,就算我用數位相機,我還是會用 Photoshop 把整體的色調整理在一個均值的底片質感。」儘管有愈來愈多影像處理軟體提供現成風格濾鏡,但仍沒有一個像 Photoshop 一樣可以滿足他追求獨特色調與質感的需求。

Photoshop 多年來一直是最強大的影像處理軟體,廣大設計師和攝影師們從學生時期就開始使用,陪伴所有創意人一路成長、突破,不斷推出的新功能也讓編修工作更加流暢。曼波也是從大學時期就接觸 Adobe 系列的軟體,「應該沒有攝影師不用Photoshop吧?」

Adobe 攝影計畫的 Photoshop 與 Lightroom 都是他在工作上不可或缺的工具,曼波也與我們分享自己後製工作的流程,通常是先在 Lightroom 做整批影像的統一調整 ,接著再進到 Photoshop 細部精修,「比如在商業案裡,照片中產品的顏色與實際顏色一致是非常重要的,我會用 PS 遮色片、色版等工具去調整產品那一塊的顏色,除了 Photohop 之外真的沒有其他軟體可以做到。」如何在保有自我風格的情況下不埋沒合作廠商的產品,是所有專業影像人都必須注意的事。

實現最初直覺的 Photoshop 祕技初公開

每次面對不同的拍攝委託或者展覽邀約,儘管是相當熟悉的合作對象、作品內容,登曼波仍會先深入理解對方的特質與需求,找到最獨特且最適合的色調搭配。不過創作中依然常有直覺的成分,在精密設計的工作流程中,不時的靈光顯得格外珍貴。談到具體實現腦中想法的方式,曼波首次公開分享了幾個他常用的 Photoshop 技巧。

Photoshop 教學一 風格調色:用漸層色製造正片負沖感

「首先把一張照片解鎖變成圖層,新增一個圖層變成色版來做色調處理。選顏色對我來說是很重要的環節,我會針對每一張照片的構圖、氛圍去決定色調。這是原本就是一張底片重複曝光的照片,我希望在不同層的曝光上呈現不同的色調變化。

我選擇兩個色版,再用漸層色將它拉開。漸層色最有趣的點是可以讓畫面中間是寫實的顏色,周圍呈現比較濃烈的配色,像正片負沖的感覺。色版的混合模式我通常會選擇『加深顏色』,然後調整透明度讓它更自然。」

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Photoshop 教學二 合成與色彩處理:用 Adobe Camera Raw 濾鏡調整出魔幻的疊影

「開啟兩張圖片適合疊影的照片,也先把它們解鎖成圖層放在同一個版面上。藉著用 Camera Raw 濾鏡個別調整照片的各個數值,讓細節更突出到自己滿意的狀態就完成了!」

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Photoshop 教學三 疊影濾鏡:用柔性橡皮擦擦出多重曝光效果

「最後我想分享用 Photoshop 製作多重曝光的效果。我先把同一張照片複製三個圖層,透明度都先降低到一半以下方便操作,接著拖曳圖層到不同的位置。我會反覆隱藏其中一個圖層,來確認它們的位置,調整到最喜歡的之後再將透明度調回來。

接下來使用 Photoshop 橡皮擦工具,記得選較低的透明度搭配霧面、柔性的筆觸才能夠擦出比較自然的效果。我通常會大面積擦,這樣比較快速也比較少瑕疵。這個技巧的重點是在擦的過程中要保留最底圖的視覺重點喔!」

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