Vì sao mã QR luôn có 3 ô vuông thay vì 4?

Mã QR hiện xuất hiện trong nhiều hoạt động như thanh toán, truy cập đường dẫn, mở thực đơn điện tử, xác thực thông tin hoặc sử dụng dịch vụ vận tải.

Mỗi mã có thể chứa nội dung khác nhau, nhưng phần lớn đều có ba ô vuông lớn nằm ở ba góc. Góc thứ tư không có cấu trúc tương tự.

Cách bố trí này liên quan trực tiếp đến cơ chế nhận diện của thiết bị quét.

Ba ô vuông giúp thiết bị xác định hướng của mã

Ba ô vuông lớn nằm ở góc trên bên trái, trên bên phải và phía dưới bên trái. Trong cấu trúc mã QR, chúng được gọi là Finder Pattern hay mẫu định vị.

Khi camera hướng vào mã QR, phần mềm sẽ tìm những mẫu này để xác định vị trí, kích thước tương đối và hướng của mã trước khi giải mã dữ liệu.

Việc đặt mẫu định vị ở ba góc tạo nên một cấu trúc không đối xứng. Nhờ đó, hệ thống có thể xác định mã đang được xoay theo hướng nào và nhận biết góc còn lại là phía dưới bên phải.

Đây cũng là lý do người dùng không cần giữ điện thoại theo một chiều cố định khi quét. Mã QR vẫn có thể được nhận diện khi điện thoại hoặc mã bị xoay, sao cho hình ảnh thu được đủ rõ để phần mềm xử lý.

Việc bố trí ba mẫu định vị ở ba góc khác nhau đã đủ để thiết bị xác định vị trí và chiều xoay của mã QR. Nếu xuất hiện ở cả bốn góc, các mẫu này sẽ tạo thành cấu trúc đối xứng, khiến việc nhận biết hướng của mã không còn dựa trên sự khác biệt giữa các góc.

Để máy quét không nhầm mẫu định vị với chữ viết hoặc hình ảnh xung quanh, nhóm phát triển đã nghiên cứu nhiều loại tài liệu in, trong đó có tạp chí.

Họ nhận thấy một tỷ lệ đen trắng theo chuỗi 1:1:3:1:1 rất hiếm khi xuất hiện trong nội dung in thông thường. Tỷ lệ này sau đó được đưa vào cấu trúc của mẫu định vị.

Khi camera phát hiện chuỗi tương phản có đặc điểm tương ứng, phần mềm có thể xác định đây nhiều khả năng là một phần của mã QR thay vì một chi tiết ngẫu nhiên trong hình ảnh.

Cách thiết kế này giúp máy quét nhận diện mã ngay cả khi xung quanh có chữ, hình minh họa hoặc khi mã được quan sát từ các góc khác nhau.

Mã QR ban đầu dùng để theo dõi linh kiện ô tô

Mã QR ra đời năm 1994 tại Nhật Bản. Công nghệ này được phát triển bởi một nhóm kỹ sư do Masahiro Hara dẫn đầu tại Denso Wave, công ty hoạt động trong lĩnh vực liên quan đến linh kiện ô tô.

Mục đích ban đầu của mã QR là hỗ trợ theo dõi các bộ phận và linh kiện trong quá trình sản xuất.

Ở thời điểm đó, mã vạch truyền thống có giới hạn về lượng dữ liệu lưu trữ và hướng quét. Nhóm của Hara vì vậy nghiên cứu một loại mã có thể chứa nhiều thông tin hơn và được đọc từ nhiều hướng.

Thiết kế gồm các ô đen trắng của mã QR được cho là chịu ảnh hưởng từ cờ vây, trò chơi sử dụng quân đen và trắng trên một bàn lưới.

Trong những năm đầu sau khi ra đời, mã QR chủ yếu được sử dụng trong sản xuất và các môi trường công nghiệp. Đến cuối những năm 1990, phạm vi ứng dụng bắt đầu mở rộng.

Khi điện thoại di động tích hợp camera trở nên phổ biến vào đầu những năm 2000, người dùng có thêm khả năng quét mã để truy cập thông tin mà không cần thiết bị đọc chuyên dụng.

Sự phát triển của điện thoại thông minh sau đó tiếp tục mở rộng phạm vi sử dụng của mã QR trong thanh toán, vận tải, quảng cáo, thương mại và xác thực dữ liệu.

Dù mục đích sử dụng đã thay đổi so với thời điểm ra đời, cấu trúc ba mẫu định vị vẫn được duy trì. Ba ô vuông này tiếp tục đảm nhiệm chức năng giúp thiết bị nhận diện vị trí và hướng của mã trước khi xử lý phần dữ liệu bên trong.