Der QR-Code

Technische Grundlagen

QR-Codes (Abk. für Quick-Response-Code) sind eine Methode, Informationen so darzustellen, dass sie schnell maschinell erfassbar sind. Es handelt sich dabei um einen zweidimensionalen Code, im Gegensatz zu den eindimensionalen Strichcodes (Barcodes).

Die Erfassung des Codes erfolgt häufig mit Hilfe von Kameras, manchmal auch durch Scanner. Dabei spielt die Größe des QR-Codes keine Rolle, solange sie durch das Bilderfassungssystem differenziert erfasst werden kann. Ohne technische Hilfsmittel sind diese Codes nur schwer zu entziffern.

Die nachfolgende Abbildung veranschaulicht vorgegebene Strukturelemente von QR-Codes. Zur Ermittlung der Ausrichtung und Orientierung enthält der Code an drei von vier Ecken Quadrate (4.1), Bei größeren Codes werden zusätzliche Muster hinzugefügt (4.2). Die Matrix, also die Anordnung der Nutzinformation, definiert sich über zwei Linien (4.3), die aus sich abwechselnden hellen und dunklen Punkten besteht. Der Rest der Matrix enthält die Nutzdaten in redundanter Form, wobei bestimmte Bereiche reserviert sind für Versionsinformationen (1) und das benutzte Datenformat (2). Durch das Datenformat kann im Voraus festgelegt werden, welche Art von Informationen der QR-Code übermitteln soll (z. B. Text, Geokoordinaten).

Durch redundante Darstellung der Nutzdaten erreichen QR-Codes eine hohe Fehlertoleranz. Es gibt vier Stufen der Fehlerkorrektur (L, M, Q, H). In der Stufe L können bei beschädigten Daten bis zu 7 % wiederhergestellt werden, in der Stufe H sind es bis zu 30 %.

Die kleinsten QR-Codes bestehen aus einem Raster von 21×21 Elementen, die maximale Größe beträgt 177×177 Elemente. Es existiert noch der Micro-QR-Code mit minimal 11×11 Elementen, der jedoch nicht die oben gezeigten Strukturelemente enthält. Die maximale Kapazität an Nutzinformation beträgt 2956 Byte (Größe 177×177 Elemente, Fehlerkorrektur-Stufe L).

Anwendungen

Ursprünglich in der Produktionslogistik der Automobilindustrie eingesetzt, finden QR-Codes heute immer breitere Anwendungen im Alltag. Ihr Vorteil besteht darin, dass für den Menschen nur schwer erfassbare Informationen (z. B. komplexe URLs, Nummernfolgen) aus der realen Welt schnell in die digitale Welt übertragen werden können. Als Speichermedium dient dabei häufig Papier, auf das der Code aufgedruckt wurde. Immer öfter findet man QR-Codes auch auf Gegenständen, wo sie durch Druckverfahren oder Eingravieren dauerhaft fixiert sind. Da die Codes ohne entsprechendes Lesegerät nutzlos sind, ist es wünschenswert, als Alternative auch eine durch den Menschen lesbare Information zur Verfügung zu stellen.

Es gibt unzählige Anwendungen für QR-Codes z. B.:

• Visitenkarten (Adresse, E-Mail, Telefonnummern)
• Werbung (Links auf Websites, Gewinnspiele, Shops)
• Mobile Tagging (Museen, Fahrpläne, location-based Games etc.)

Beispiel

Der folgende QR-Code besitzt eine Größe von 29×29 Elementen bei einer Fehlerkorrektur der Stufe M. Auf eine alternative, menschenlesbare Darstellung der Nutzinformation wurde bewusst verzichtet. Mit Hilfe eines smarten Mobiltelefons und entsprechender App kann der Code leicht direkt vom Bildschirm erfasst werden.

Update vom 14.11.2022: Hinweise und Spoilerbild