Pola Pencari Kode QR: Mengapa Ada Kotak di Sudut Setiap Kode QR

Apa Itu Pola Pencari pada Kode QR?

Pola pencari adalah salah satu dari tiga kotak konsentris di sudut kode QR yang dipakai pemindai untuk menemukan simbol dan mengetahui rotasinya. Setiap pola pencari berukuran 7 × 7 modul: kotak gelap padat 3 × 3 di tengah, cincin terang selebar satu modul mengelilinginya, dan cincin gelap selebar satu modul mengelilingi cincin itu.

Di sisi-sisi dalam setiap pola pencari terdapat pemisah: batas terang selebar satu modul yang digambar antara pola pencari dan area data, agar tepi luar pola tetap bisa diukur. Pola dan pemisah menempati blok 8 × 8 di masing-masing dari tiga sudut, yaitu 192 modul pada setiap kode QR yang pernah dibuat, pada versi simbol berapa pun dan apa pun isi kodenya.

Tugas 192 modul itu adalah pendeteksian, bukan pengodean balik. Sebelum membaca satu karakter pun, pemindai harus menjawab tiga pertanyaan tentang citra kamera: apakah ada kode QR di gambar ini, di mana tepinya, dan mana arah atasnya. Pola pencari menjawab ketiganya, dan menjawabnya dari sebuah foto yang diambil miring, dalam cahaya buruk, atas kode yang belum pernah dilihat kamera itu.

Mengapa Tiga Sudut dan Bukan Empat

Tiga pola pencari membuat simbol menjadi asimetris, dan asimetri itulah yang mengodekan orientasi. Tiga sudut cukup untuk mendefinisikan sebuah persegi: dua di antaranya memberi dekoder satu sisi beserta panjangnya, yang ketiga memberi garis tegak lurusnya, dan sudut keempat dengan sendirinya sudah diketahui. Menaruh satu pola pencari lagi di sana tidak menambah apa pun dan justru menghapus satu-satunya petunjuk arah atas kode.

Karena itulah kode QR bisa dipindai terbalik, menyamping, atau terpantul di etalase toko dan tetap terbaca. Dekoder menemukan tiga kotak, menentukan mana yang berada di sudut di antara dua lainnya - itulah sudut kiri atas - lalu mengarahkan ulang seluruh kisi dari sana. Simbol dengan empat kotak bisa dibaca dengan empat cara berbeda dan tidak punya dasar untuk memilih di antaranya.

Sudut kosong itu tidak lama dibiarkan kosong. Mulai versi 2, area kanan bawah justru membawa pola perataan, yaitu kotak 5 × 5 yang lebih kecil dengan tugas berbeda, yang dijelaskan di bawah. Siapa pun yang memperhatikan bahwa kode QR besar punya kotak keempat yang lebih kecil di sudutnya sedang melihat pola perataan, bukan pola pencari yang mengecil.

Logika yang sama menjelaskan mengapa Micro QR Code hanya punya satu pola pencari. Ia simbol yang jauh lebih kecil, tidak pernah lebih dari 17 × 17 modul, dan tiga blok 8 × 8 akan menghabiskan sebagian besar isinya. Imbalannya, simbol itu harus dihadapkan lebih lurus ke kamera, yang bisa diterima untuk menandai komponen kecil dan tidak bisa diterima untuk kode di poster.

Perbandingan 1:1:3:1:1 yang Membuat Kode QR Bisa Ditemukan

Garis pindai yang melintasi pola pencari lewat pusatnya menghasilkan deret gelap dan terang dengan perbandingan 1:1:3:1:1, dan perbandingan itulah yang sebenarnya dicari dekoder. Ia tidak mencari kotak. Ia mengubah citra kamera menjadi hitam putih, lalu menyusuri setiap baris piksel sambil mengukur panjang setiap deret satu warna, dan menandai setiap tempat di mana lima deret berurutan jatuh pada proporsi itu.

Perbandingan itu dipilih karena bertahan terhadap semua yang terjadi pada kode antara generator dan kamera:

• Skala. Perbandingan tidak punya satuan. Angka 1:1:3:1:1 yang sama muncul baik ketika satu modul selebar tiga piksel maupun tiga puluh, jadi dekoder tidak perlu tahu lebih dulu ukuran cetak atau jarak kamera.
• Rotasi. Polanya konsentris, jadi garis yang melewati pusat memberi panjang deret yang sama pada sudut mana pun. Karena itu kode QR tidak punya sisi atas, dan karena itu memutarnya di dalam layout aman.
• Tampilan sebagian. Baris di dekat tepi atas dan bawah pola menghasilkan perbandingan lain, jadi membuang positif palsu itu murah. Dekoder tinggal memastikan perbandingan yang sama juga pada sebuah kolom, di titik yang sama.
• Materi cetak biasa. Inti 1:3:1 jarang muncul di bahan cetak. Deret gelap yang tiga kali lebih lebar dari deret di kedua sisinya, pada kedua sumbu dan di titik yang sama, cukup jarang sehingga fotografi dan tipografi tidak sering memicunya.

Setelah tiga calon titik pusat dipastikan, sisanya berjalan cepat: dekoder mengukur jarak di antaranya untuk memperkirakan ukuran modul, memakai pola pewaktu untuk mengunci kisi pada simbol, lalu membaca informasi format di samping pola pencari untuk mengetahui tingkat koreksi kesalahan dan maskernya, sebelum menyentuh satu pun modul data.

Urutan inilah yang membuat kode dengan sudut rusak berperilaku begitu berbeda dari kode dengan bagian tengah rusak. Goresan di area data adalah aritmetika yang bisa dibatalkan dekoder. Stiker di atas pola pencari menghapus hal yang memulai seluruh proses, dan ponsel sama sekali tidak menampilkan apa pun - lihat mengapa kode QR tidak terpindai untuk membedakan kegagalan itu dari yang lain.

Apa Lagi dalam Kode QR yang Merupakan Struktur, Bukan Data

Ada lima hal dalam kode QR yang ditetapkan standar dan bukan oleh isinya: pola pencari beserta pemisahnya, pola pewaktu, pola perataan, informasi format dan - pada versi 7 ke atas - informasi versi. Semuanya disebut pola fungsi, dan menempati posisi yang sama pada setiap kode dengan versi tertentu.

Konsekuensi praktisnya perlu dikatakan terus terang: kode QR bukan kisi data dengan beberapa hiasan di atasnya. Ia kisi struktur yang celah-celahnya diisi data, dan pada kode kecil strukturnya adalah sebagian besar gambar itu sendiri.

Seberapa Besar Bagian Kode QR yang Bukan Data Anda

Pada kode QR versi 1, 233 dari 441 modul - 52,8% - adalah pola fungsi dan informasi format, bukan data. Lebih dari separuh kode QR terkecil habis untuk menjelaskan dirinya sendiri. Porsinya turun seiring simbol membesar, karena pola fungsi nyaris tidak bertambah sementara area data bertambah mengikuti kuadrat sisinya.

Menyusuri kolom terakhir, ada satu baris yang memutus tren. Versi 7 memakai porsi struktur lebih besar daripada versi 6 - 22,6% berbanding 17,7% - karena pada versi 7 dua hal datang bersamaan: informasi versi muncul dan memakan 36 modul, dan jumlah pola perataan melompat dari satu menjadi enam. Setelah itu porsinya kembali menurun dan tidak pernah naik lagi.

Tabel ini adalah jawaban sebenarnya atas pertanyaan yang biasanya ditanyakan dengan cara lain. URL pendek dalam kode versi 2 dan URL panjang dalam kode versi 10 tidak berbeda sepuluh kali lipat dalam hal data, meskipun keduanya kode QR dengan kerumitan visual yang mirip: yang kecil menghabiskan 42,6% dirinya sendiri hanya agar bisa ditemukan. Kapasitas kode QR membahas sisi data dari aritmetika ini versi demi versi.

Pola Perataan: Kotak Keempat yang Sering Diperhatikan Orang

Pola perataan adalah kotak lima modul yang memungkinkan dekoder mengoreksi distorsi perspektif ketika kode QR difoto dari sudut miring atau dicetak pada permukaan melengkung. Bentuknya blok 5 × 5 - cincin gelap, cincin terang di dalamnya, dan satu modul gelap di tengah - dan muncul mulai versi 2.

Jumlahnya ditetapkan oleh versi, bukan oleh isinya:

Perannya makin penting seiring kode membesar. Pada simbol versi 2 dekoder bisa memetakan kisi hanya dari tiga pola pencari, karena penyimpangan sejauh 25 modul itu kecil. Pada simbol versi 25 perkiraan yang sama harus bertahan sepanjang 117 sel, dan kesalahan sudut yang kecil di bagian sudut menumpuk menjadi penyimpangan satu modul penuh di sisi seberangnya. Pola perataan adalah titik acuan di dalam simbol yang memungkinkan dekoder menyesuaikan ulang kisi per bagian, alih-alih menggantungkan semuanya pada satu perkiraan.

Ini juga alasan praktis mengapa kode besar pada permukaan melengkung - botol, cangkir, gulungan kabel - masih terbaca. Bukan karena lengkungannya kecil, melainkan karena dekoder punya titik acuan di dalam dan menyesuaikan ulang kisi di antaranya. Kode melengkung dengan pola perataan tertutup kehilangan itu, dan mulai gagal justru pada sudut-sudut yang secara alami dipakai orang saat memegang ponsel.

Pola Pewaktu dan Informasi Format

Pola pewaktu adalah satu baris dan satu kolom modul gelap-terang berselang-seling yang memberi tahu dekoder di mana kisi modul jatuh. Satu membentang di baris 6 antara pola pencari kiri atas dan kanan atas, satunya turun di kolom 6 antara kiri atas dan kiri bawah, dan keduanya selalu dimulai dan diakhiri dengan modul gelap.

Tugasnya adalah menghitung. Setelah menemukan sudut-sudut simbol, dekoder tahu batas luarnya tetapi belum tahu berapa sel di dalamnya: kode 25 modul dan kode 29 modul terlihat identik dari luar. Menyusuri deret berselang-seling di baris 6 langsung memberi jarak antarmodul, dan itu mengunci kisi untuk seluruh simbol.

Informasi format adalah jalur modul di samping pola pencari yang mencatat tingkat koreksi kesalahan dan pola masker simbol. Ia menempati 31 modul, dilindungi kode koreksi BCH miliknya sendiri, dan ditulis dua kali di tempat berbeda, sehingga simbol yang satu salinannya hancur tetap melaporkan tingkatnya sendiri dengan benar.

Redundansi itu adalah asimetri yang disengaja dalam rancangan, dan berguna diketahui saat mendiagnosis kode yang rusak. Informasi format adalah satu-satunya bagian struktur yang punya perlindungan sendiri. Pola pencari, pola pewaktu dan pola perataan tidak punya sama sekali - bukan karena terlupakan, melainkan karena tidak ada gunanya melindungi data yang harus dibaca sebelum perlindungan apa pun bisa diterapkan.

Informasi versi muncul mulai versi 7: 36 modul, dalam dua salinan, di samping pola pencari kanan atas dan kiri bawah, yang menyatakan versi simbol secara eksplisit. Di bawah versi 7 dekoder menyimpulkan versinya dengan menghitung modul, yang cukup andal pada simbol 21 sampai 41 modul dan kurang andal pada simbol 177 modul.

Apa yang Terjadi Ketika Pola Pencari Tertutup

Kode QR dengan pola pencari tertutup biasanya sama sekali tidak terpindai, dan kegagalannya senyap, bukan lambat. Tidak ada pembacaan sebagian dan tidak ada pesan kesalahan: dekoder tidak pernah menyimpulkan ada simbol di dalam bingkai, jadi ponsel berperilaku persis seperti saat diarahkan ke tembok kosong.

Hal paling berguna yang perlu diketahui tentang kegagalan ini adalah bahwa koreksi kesalahan tidak bisa menolong. Pemulihan Reed-Solomon memperbaiki codeword di area data, dan ia berjalan setelah simbol ditemukan, versinya ditentukan dan maskernya dilepas. Pola pencari justru dipakai untuk sampai ke titik itu, jadi kerusakan di sana menghapus prosesnya, bukan menambahkan kesalahan padanya. Menaikkan tingkat dari M ke H tidak menghasilkan apa pun selain modul yang lebih kecil - mekanismenya ada di tingkat koreksi kesalahan L, M, Q dan H.

Cara-cara sebuah sudut tertutup, kira-kira berdasarkan seberapa sering sampai ke percetakan:

• Logo diletakkan di sudut alih-alih di tengah. Bagian tengah kode QR adalah data, dan data dilindungi koreksi kesalahan. Sudutnya adalah struktur, dan struktur tidak dilindungi apa pun. Keputusan tunggal ini adalah beda antara kode yang terbaca dan kode yang tidak.
• Stiker, label harga atau segel di atas kode. Umum pada kemasan dan pada daftar menu yang dilabeli ulang. Kalau memang harus bertumpuk, jauhkan dari ketiga sudut.
• Bingkai atau lencana yang menimpa cincin luar. Cincin gelap terluar pola tebalnya satu modul, dan bingkai yang menggerogotinya mengubah panjang deret yang sedang diukur dekoder.
• Potongan atau pisau pon yang melintasi sudut. Stiker bundar yang dipotong mepet ke simbol persegi mengambil margin lebih dulu di bagian sudut - dan di sanalah ketiga pola berada.
• Gaya yang terlalu berat pada modul sudut. Bentuk sudut yang membulatkan pola secara berlebihan, atau mengisi cincin terang dengan warna, mengubah perbandingan 1:1:3:1:1 yang menjadi sandaran pendeteksian.
• Lipatan, punggung jilid atau tekukan di atas sudut. Bekas lipatan membayangi pola dan membuat kedua paruhnya tidak sebidang, yang mengganggu pengukuran perbandingan lebih parah dibanding lipatan yang sama di tempat lain.

Ujinya lebih cepat daripada teorinya. Tutup bagian tengah kode cetak dengan ibu jari dan sebagian besar masih terpindai; tutup sudut mana pun dan hampir tidak ada yang terpindai. Beda itulah seluruh isi halaman ini dalam satu percobaan.

Cara Menata Sudut Kode QR Tanpa Merusaknya

Bentuk sudut khusus itu aman selama mempertahankan perbandingan 1:1:3:1:1 di sepanjang setiap garis yang melewati pusatnya, dan tidak aman begitu mengubahnya. Itulah seluruh aturannya, dan itu menjelaskan mengapa sebagian kode bergaya terbaca sempurna sementara sebagian lain gagal di separuh ponsel yang mencoba.

Apa yang diizinkan dan apa yang tidak:

• Membulatkan sudut cincin luar pola pencari. Aman pada sebagian besar dekoder, karena garis yang melewati pusat tetap melintasi panjang deret yang sama. Pembulatan itu mengurangi tinta di sudut milik pola itu sendiri, yang tidak pernah dilewati garis tengah.
• Warna berbeda untuk pola pencari. Aman selama bagian gelap tetap gelap terhadap bagian terang dengan kontras yang sama seperti yang dibutuhkan sisa kode. Dekoder bekerja dalam hitam putih setelah binarisasi, jadi pola biru tua di atas putih adalah pola gelap.
• Pola pencari bulat. Umumnya terbaca, dan paling tidak toleran di antara gaya-gaya populer: lingkaran yang dimuat dalam blok 7 × 7 memendekkan deret gelap yang diukur di luar pusat, sehingga toleransi terhadap kualitas cetak menurun.
• Memberi warna pada cincin terang alih-alih membiarkannya kosong. Berisiko. Cincin terang di tengah adalah salah satu dari lima deret yang diukur, dan warna setengah nada di sana bisa terbinarisasi menjadi gelap di bawah lampu toko.
• Meleburkan pola pencari ke dalam logo. Tidak aman. Apa pun yang mengubah ukuran inti 3 × 3 relatif terhadap cincin-cincinnya mengubah perbandingan yang menjadi sandaran pendeteksian.
• Menghapus satu pola pencari demi simetri. Jangan pernah. Sebagian rancangan menghilangkan satu sudut atau menambah sudut keempat demi keseimbangan visual; yang pertama tidak terdeteksi, yang kedua ambigu.

KoloQR, generator kode QR gratis dengan kode QR bulat dan berbentuk khusus, menggambar pola pencari sebagai bagian dari simbol pada setiap bentuk yang ditawarkannya, sehingga sudut-sudutnya mempertahankan proporsi ketika gaya modul berubah. Penataan gaya tidak pernah meningkatkan kinerja pemindaian: kode berhias membutuhkan sudut yang setidaknya sama utuhnya dengan kode polos, dan biasanya sedikit lebih utuh, karena modul dekoratif menaruh lebih sedikit tinta di tiap sel. Lihat bentuk kode QR untuk pilihannya, kode QR bulat untuk perlakuan melingkarnya, dan apakah bentuk QR khusus bisa dipindai untuk berapa harga kompromi itu dalam praktik.

Apa pun generator yang membuat berkasnya, pemeriksaannya sama dan memakan waktu satu menit: ekspor kode bergaya itu, cetak pada ukuran yang benar-benar akan dipakai, lalu pindai dengan ponsel iOS dan ponsel Android. Kamera bawaan lebih ketat daripada aplikasi pemindai khusus, dan kamera bawaan itulah yang akan dipakai orang.

Cara Membaca Struktur Kode QR dengan Mata Telanjang

Siapa pun bisa mengenali versi sebuah simbol, menghitung strukturnya dan memastikan sudut-sudutnya tanpa perangkat lunak. Prosedur di bawah memakan waktu sekitar lima menit dan merupakan cara tercepat memeriksa kode yang dikirimkan kepada Anda tanpa catatan apa pun.

1. Hitung Modul di Sepanjang Tepi Atas. Hitung sel di sepanjang satu sisi penuh simbol, tanpa marginnya. Angkanya selalu 4V + 17 untuk versi V, jadi 21 berarti versi 1, 25 versi 2, 33 versi 4 dan 57 versi 10.
2. Periksa Ketiga Sudut untuk Mencari Pola 7 × 7. Kiri atas, kanan atas dan kiri bawah. Masing-masing harus memperlihatkan inti padat 3 × 3, cincin terang selebar satu modul yang jelas, dan cincin gelap selebar satu modul yang tidak terputus, dengan satu modul pemisah yang bersih di sisi dalamnya.
3. Temukan Pola Pewaktunya. Lihat di sepanjang baris ketujuh dan kolom ketujuh dari sudut kiri atas, di antara pola pencari. Anda seharusnya melihat deret yang benar-benar berselang-seling, dimulai dan diakhiri gelap. Ada putus di sana berarti kodenya rusak.
4. Cari Letak Pola Perataannya. Mulai versi 2 ada setidaknya satu kotak 5 × 5 dekat sudut kanan bawah. Versi 7 ke atas punya enam atau lebih, tersebar merata di seluruh simbol.
5. Pastikan Sudut Keempat Bukan Pola Pencari. Sudut kanan bawah seharusnya berisi modul data, atau pola perataan yang masuk sedikit dari tepi. Kotak 7 × 7 keempat berarti gambar itu bukan kode QR yang sah.
6. Ukur Marginnya terhadap Satu Modul. Ruang kosong di sekeliling simbol harus setidaknya empat modul di tiap sisi. Bandingkan dengan lebar satu sel, bukan dengan kode secara keseluruhan - lihat zona tenang.
7. Jalankan Berkasnya lewat Validator. Validator kode QR melaporkan ukuran modul, margin di tiap sisi dan kontrasnya, serta memastikan simbolnya bisa dibaca balik.

Dua temuan dari pemeriksaan ini menjelaskan sebagian besar berkas buruk yang beredar: kode yang dipotong begitu mepet sampai satu pemisahnya hilang, dan kode yang ditempatkan sedemikian rupa sehingga ada elemen layout yang duduk di atas sudutnya. Keduanya terlihat dalam waktu kurang dari satu menit begitu Anda tahu harus melihat ke mana.

Kesalahan Umum pada Sudut Kode QR

Kesalahan paling umum adalah menganggap sudut sebagai tempat aman untuk menaruh sesuatu, dengan alasan datanya ada di tengah. Kenyataannya justru terbalik: bagian tengah dilindungi koreksi kesalahan dan sudutnya tidak dilindungi apa pun.