【米尔MYD-JX8MMA7开发板-ARM+FPGA架构试用体验】 十、QT二维码生成器

【MYD-JX8MMA7】 十一、QT绘制二维码

本文内容并非原创，整合了多个网络资源进行过程整理，详细的描述了QT绘制二维码的理论和实践。

QR Code编码方式使用非常普遍，早在15年我个人就使用过其开发过Android 版的二维码扫描APP软件，目前微信、支付宝、华为等等都支持此编码方式的二维码扫描。

一、二维码基本理论整理

1、简介

二维码又称二维条码，常见的二维码为QR Code，QR全称Quick Response，是一种编码方式。它比传统的Bar Code条形码能存更多的信息，也能表示更多的数据类型。

国外对二维码技术的研究始于20世纪80年代末，在二维码符号表示技术研究方面已研制出多种码制，常见的有PDF417、QR Code、Code 49、Code 16K、Code One等。

中国对二维码技术的研究开始于1993年。中国物品编码中心对几种常用的二维码PDF417、QRCCode、Data Matrix、Maxi Code、Code 49、Code 16K、Code One的技术规范进行了翻译和跟踪研究。

2、二维码构成

以QR Code为例，也就是我们最常见的二维码，参照上面那个cxd1301的二维码。里面存储的信息其实是分割成多个部分的。

（1）探测区（红色圈），就是三个回字型正方形框。用来定位二维码边界。为啥是三个回字型，不是两个，不是4个？两个不足以定位，已知两个顶点，至少可以向上或向下画出两个不同正方形。4个顶点可以确定唯一正方形，但没办法做图形旋转角度矫正了，没法确定左上角、右下角，因为四个顶点全对称了。三个刚好，既能确定出唯一位置，又能任何角度拍照都可以旋转恢复成只有右下角没有探测区的0旋转标准图。

（2）定位线（蓝色框），用来做分割不同区域，方便定位，定位线始终是黑白相间的，且只有一行、一列，非常明显。

（3）版本信息（红色框），版本信息存的是这个二维码是什么版本，不同版本二维码大小不一样，比如版本1，是2121的正方形，版本2，是2525的正方形，最大版本是版本40，是177*177的正方形，显然版本越大，能存的信息就越多。

（4）格式信息（黄色圈），格式信息里存储了这个二维码数据是按什么模式解析。比如数字是0001，字母数字是0010，汉字是1101。cxd1301是字母数字，所以格式信息是0010。

（5）数据区域（绿色圈），二维码的有效数据是存储在绿色区域里，这里不仅存储了有效数据，还有纠错码字，这样的话，就算二维码损坏部分都可以识别。

3、二维码最大容量

二维码自身信息量越多，所需的像素点越多；像素越多，越难分辨和解码，因为扫码设备（摄像头）有分辨上限。800万（8M）像素的摄像头无法扫出16M像素（40964096）的二维码。即使4M二维码也难。所以目前可用的二维码都不会太大，比如某二维码生成网站最大只提供800800（约0.6M）的二维码生成服务。（注意这里的M是指像素点数量，不是图片的文件大小）解决大信息量生成二维码的办法之一是生成“高端”二维码——活码，『通过短网址指向保存在云端的信息』（via网络）。也就是说，活码本身的信息量只是一个短网址，它指向的网页（云端）信息量可以无限多，然而活码自身信息量不多，容易识别。

另外，云端内容即使更改，相应的活码（短网址）也可以保持不变。相当于『信息变了，码不变』。而如果用二维码直接存储，改一个字节就得换一个二维码了。你可以这样理解活码：用二维码存一部电影不现实，但存种子/链接是绰绰有余的。

目前综合查询的二维码容量如下

格式 容量

数字 最多7089字符

字母 最多4296字符

二进制数（8 bit） 最多2953字节

日文汉字/片假名 最多1817字符（采用Shift JIS）

中文汉字 最多984字符（采用UTF-8）

中文汉字 最多1800字符（采用BIG5）

二、二维码绘制源码

1、源码下载

Github上的大佬 Nayuki：https://github.com/nayuki 提供了QR Code码相关的图片生成库，包含了C、C++、Java、JavaScript 、Python 、Rust 等语言的各个版本，代码简洁清晰，质量非常高。

Github主页上获取本次实现相关的源代码 https://github.com/gengyuchao/QR-Code-generator

本次使用的是c++版本的代码 文件夹名为cpp

2、创建工程

1）Windows下创建QT工程

点击下一步直至完成

2）添加库源文件

将下载的 QR-Code-generator-master.zip 中的 cpp文件夹里的

“BitBuffer.cpp”、“BitBuffer.hpp”、

“QrCode.cpp”、“QrCode.hpp”、

“QrSegment.cpp”、“QrSegment.hpp”、

解压到工程目录“G:\Qt_Project\Create_QRcode”下

最一开始的工程目录是这样子的，然后我们在工程文件夹上右击，选择Add Existing Directory 把刚刚解压的库文件添加进去

取消勾选已有的 main.cpp 、mainwindows.cpp 、mainwindows.h 然后 点击OK即可

添加后的工程目录变成了这样

运行之后发现没有错误（如果你不小心在上一步直接点了OK、工程会报错，原因是重复添加了之前的文件 右击打开pro文件 删除重复的 main.cpp 、mainwindows.cpp 、mainwindows.h 即可）

3）编写二维码绘制函数

根据库的说明文档，我们可以知道这个库的使用方法如下：

C++ language:

#include

#include

#include "QrCode.hpp"

using namespace qrcodegen;

// Simple operation

QrCode qr0 = QrCode::encodeText("Hello, world!", QrCode::Ecc::MEDIUM);

std::string svg = qr0.toSvgString(4);

// Manual operation

std::vector segs =

QrSegment::makeSegments("3141592653589793238462643383");

QrCode qr1 = QrCode::encodeSegments(

segs, QrCode::Ecc::HIGH, 5, 5, 2, false);

for (int y = 0; y < qr1.getSize(); y++) {

for (int x = 0; x < qr1.getSize(); x++) {

(... paint qr1.getModule(x, y) ...)

}

}

添加头文件#include #include #include "QrCode.hpp" 使用命名空间

using namespace qrcodegen;

然后就可以使用下面的函数了

于是我创建了函数 void Show_QRcode_Picture() 并把它添加进 mainwindows.h头文件中

void MainWindow::Show_QRcode_Picture()

{

// Manual operation

std::vector segs =

QrSegment::makeSegments("3141592653589793238462643383");

QrCode qr1 = QrCode::encodeSegments(

segs, QrCode::Ecc::HIGH, 5, 5, 2, false);

for (int y = 0; y < qr1.getSize(); y++) {

for (int x = 0; x < qr1.getSize(); x++) {

//(... paint qr1.getModule(x, y) ...)

}

}

}

将实例代码添加进去

使用Qt的QImage进行图像的编辑 ->转换为QPixmap-> 在QLabel中显示

4）在mainwindows.ui中添加控件

添加QLabel、QTextEdit和一个Button按钮

5）代码实现

//添加头文件：

#include "QImage"

//创建二维码画布
QImage QrCode_Image=QImage(qr1.getSize(),qr1.getSize(),QImage::Format_RGB888);
//图像大小转换为适当的大小
QrCode_Image=QrCode_Image.scaled(ui->label->width(),ui->label->height(),
                Qt::KeepAspectRatio);
//转换为QPixmap在Label中显示
ui->label->setPixmap(QPixmap::fromImage(QrCode_Image));

完整代码如下：

void MainWindow::Show_QRcode_Picture(QString message)

{

// Manual operation
std::vector<QrSegment> segs =
    QrSegment::makeSegments(message.toLatin1());
QrCode qr1 = QrCode::encodeSegments(
    segs, QrCode::Ecc::HIGH, 5, 5, 2, false);
//创建二维码画布
QImage QrCode_Image=QImage(qr1.getSize(),qr1.getSize(),QImage::Format_RGB888);

for (int y = 0; y < qr1.getSize(); y++) {
    for (int x = 0; x < qr1.getSize(); x++) {
        if(qr1.getModule(x, y)==0)
            QrCode_Image.setPixel(x,y,qRgb(255,255,255));
        else
            QrCode_Image.setPixel(x,y,qRgb(0,0,0));
    }
}

//图像大小转换为适当的大小
QrCode_Image=QrCode_Image.scaled(ui->label->width(),ui->label->height(),
                Qt::KeepAspectRatio);
//转换为QPixmap在Label中显示
ui->label->setPixmap(QPixmap::fromImage(QrCode_Image));

}

void MainWindow::on_Create_Button_clicked()

{

Show_QRcode_Picture(ui->textEdit->toPlainText());

}

最后的效果

至此，我们的二维码生成器就做好了。

三、Ubuntu环境下编译

1.WindowsQt程序

左边红框便是QR Code编码的库文件，右边红框及生成的软件界面。

将其全部代码打成压缩包上传至Ubuntu系统。。

2.UbuntuQt程序界面

UbuntuQt界面没有显示QR Code编码的库，但是也是加载了。

工程的编译环境需要配置一下了，这样就可以直接编译出IMX8MMA7开发板所需的软件。

如图所示编译完成。

3.IMX8MMA7Qt运行界面

1）上传文件

将Ubuntu系统下编译好的文件复制到IMX8MMA7开发板当中。

2）运行软件

其中红色框，查看文件夹内容

其中黄色框，提示没有权限运行，并使用命令行授权

其中蓝色框，运行软件状态

3）实际效果

参考文献：

https://github.com/ftylitak/qzxing