鹅厂美女工程师来告诉你，小程序码是如何「绽放」的 | 晓组织 #20

知晓程序注：

「晓组织」是知晓程序推出的全新栏目。

每周，我们都会邀请优秀的小程序开发者，从产品/开发/运营等角度，分享他的小程序实战经验。如果你想成为「晓组织」的一员，请发送邮件至 [email protected] 给我们投稿，献上你的投名状。

这里是「晓组织」的第 20 期。

我是陈洁婷，是来自腾讯 CDC 的一名前端工程师。

腾讯 CDC 全称为「用户研究与体验设计中心」，是腾讯公司级设计团队，致力于提升腾讯产品的用户体验，探索互联网生态体验创新。

最近，我有幸代表团队参加了 HiFSD 第三届前端分享会「小程序专场」，为了避免与其它嘉宾「撞车」，我分享了一些跟「小程序码」相关的内容。

分享会结束后，在同事的鼓励下，我把这次分享的内容进行了整理，现在一并在知晓程序（微信号 zxcx0101）分享给大家，希望对大家了解小程序码背后的故事有帮助。

小程序码的出现

2017 年 1 月 9 号，微信正式发布小程序，最开始只能通过微信「扫一扫」识别进入特定小程序。4 月 14 号，正式开放了「长按识别二维码」的功能，这意味着，用户使用小程序的便捷程度将大大提高。

此后，仅仅过了 4 天，微信又推出了小程序码，支持「扫一扫」和「长按识别扫码」。

小程序码虽然长得跟二维码截然不同，但二维码所有的功能，小程序码同样具备。

那么，为什么微信要推出这样的异形二维码？小程序码背后又有何故事？

别着急，下面，我就来给大家讲讲小程序码背后的故事。

二维码 VS 小程序码

第一次扫小程序码的时候，我其实是抱着试一试的心态来的。

当时就在想，这么不像二维码的码真的能扫出来？结果一试还真可以！

之后，通过查找资料才发现，原来这种异形二维码并不是微信的首创，Facebook、Snap 等公司都已经推出过类似的异形码：

例如，下面这个二维码通过图像处理和识别技术，把传统二维码中近 70% 的色块抹掉，做成一种近乎无形的二维码。它是以色列一家创业公司（Visualead）的作品。

可通过淘宝 App 扫码识别

阿里巴巴于 2015 年投资了这家公司，在旗下的网站、App 以及云计算等产品中已经开始使用相关技术。

动态视觉码

此外，还有很多充满想象力的「变脸二维码」（作者：笑脸兔）：

面对市面上这么多好玩又有趣的二维码，微信推出专属的小程序码，既意料之外，又情理之中。

如果上面的理由还没有说服到你，我们再从二维码和小程序码对比的角度，来看看小程序码有什么优点。

传统二维码往往有以下几个缺点：

扫码预期：不知道扫码后会出现什么，每张二维码的背后，可能代表一个文件，一个页面、又或者是一个应用
安全性：二维码由于其开放性，很容易成为木马病毒的温床，很多人会担心扫码后会使自己的手机感染病毒，而放弃扫码
品牌宣传：无法满足小程序的品牌宣传需求

小程序码的优点：

观赏性：小程序码与普通二维码相比，看起来更美观
扫码预期：扫码前能明确知道，扫码之后将会体验到一个小程序
安全性：小程序码目前只能通过微信产生，并且只能通过微信识别，安全性更高
品牌宣传：每个小程序码右下角都有固定的微信小程序 logo，每见到一次小程序码，大家就能多一次联想到微信小程序
高容错性：当一张二维码图片中间嵌有某些 logo 图片时，其实相当于是把最中间部分有用的编码信息挖掉，再贴一张 logo 图片上去；而小程序码不同，中间的 logo 区并不包含数据编码的部分，因此小程序码拥有更高的容错性

很明显，小程序码是更好的选择：）

小程序码的绽放过程

这是小程序码最初的设计稿雏形，可以看到是「一朵花」的形状，稍有不同的是这个雏形图中只有两个定位点。

而目前我们看到的小程序码，一共有 3 个定位点。

这个是小程序码的规范设计稿：

目前小程序码一共支持 3 种容量，分别是 36 射线、54 射线和 72 射线。

每个版本分别对应 L、M、Q、H 这 4 种容错级别：

L 级容错的小程序码，大约 10% 的字码可被修正
M 级容错的小程序码，大约 15% 的字码可被修正
Q 级容错的小程序码，大约 25% 的字码可被修正
H 级容错的小程序码，大约 35% 的字码可被修正

这应该如何理解呢？

例如 H 级容错的小程序码，大约 35 % 的字码可被修正。这意味着在最理想情况下，当这个小程序码 35% 的面积被遮挡/损坏，扫码引擎还是能识别出这个小程序码承载的信息。

但是，这 35% 被破坏的面积，不能是定位图案和功能性数据，必须是纯编码区，而且错误的区域还要分布得刚刚好，条件是非常苛刻的。

所以，这里的百分数是一个非常理想的数据，实际测试的结果会比这个百分数稍微低一些。

不过现阶段，当我们通过官方 API 文档去请求一张小程序码图片时，暂时不用（或者说未能）指定期望生成的是哪种版本、哪个容错级别的小程序码，微信后台会帮开发者自动选择。

麻雀虽小，五脏俱全。

小程序码有两个 logo 区域，分别是中间的自定义 logo 区和右下角的官方 logo 区，灰色的区域是小程序码的数据编码区，其它彩色区域是小程序码的功能性数据（主要包括版本、纠错等信息）。

至于具体如何对应，由于微信官方暂时尚未对外公开，所以这里也要先保密一下哦：）

小程序码这朵「菊花」是如何绽放的呢？主要有以下几个步骤：

1. 定位点

首先确定 3 个定位点和右下角的官方 logo 区，经过第一步小程序码的大小也随着确定。

2. 信息编码区

编码的过程，主要是把原始信息（例如某个小程序的首页）转化成计算机能识别的语言——二进制序列（例如 0110…110）的过程。

听起来是不是有点抽象？你可以这么理解，六个月大的婴儿吃不了大米，但是我们可以把大米砸碎研磨变成米浆米糊，这样他就可以食用消化的，原理是差不多的，大而化小：）

编码完的下一步是加纠错码。

这个过程有点复杂，这里我也尝试用大家能听懂的语言给大家解释一下。

假设，桌子上先是放了 100 个生鸡蛋（代表上一步已经转换好的二进制序列），然后再加入 120 个熟鸡蛋（代表纠错码，具体个数就视纠错率而定了，这里只是一种假设）。

表面上看起来，生鸡蛋和熟鸡蛋并没有太大的区别，但是其实还是有办法能辨别出来的。例如，生鸡蛋由于蛋黄悬浮到鸡蛋中间，重心不稳，无法旋转，而熟鸡蛋是可以旋转的。

经过纠错码这个步骤，数据量变大了（从生熟鸡蛋的例子来看，桌子上的鸡蛋由 100 个变为 220 个），而回到我们上一个步骤，相当于把二进制序列 0110…110 进行了扩展（假设原来 0 和 1 加起来一共有 170 位，经过纠错编码之后就变成了一共 400 位的 1010…101）。

这里需要补充说明的一点是，加纠错码这个阶段不只是让数据量简单地增大。

一旦小程序码的版本、纠错级别确定了，其对应的纠错码都是固定的了，这样解码阶段才能通过对应的规则去消除纠错码，把真正有用的数据保留下来（回到生熟鸡蛋的例子就是只留下生鸡蛋，而把熟鸡蛋排除掉）。

经过信息转换和纠错编码之后，我们得到一串最终的二维码序列，就可以把信息按一定的编码顺序填充到小程序码的编码区域（1 对应的是黑色，0 对应的是白色）。

填充之后，我们发现小程序上花瓣看起来很不均匀，比如下图：

所以，为了让小程序码的花瓣看起来更加均衡，需要再多做一步操作。

在此之前，我们先来学习一下逻辑异或（XOR，符号是⊕）的基本知识，请看下面这个表格。

A ⊕ B ，当 AB 不等时值为 1，AB 相等时值为 0。A 和同一个 B 经过两次异或操作，结果跟原码相同（A ⊕ B ⊕ B = A）。

3. 掩码操作

将小程序码跟 32 种掩膜（又称「mask」，可依照一定的规则生成）进行异或运算，最终选取效果最佳的作为最终的小程序码。

4. 功能性数据

最后一步是填充功能性数据，最终效果如下：

至此，小程序码就完成了它的绽放过程：）

获取小程序码

根据小程序官方开发文档的说明，目前请求生成一个小程序码有两个接口（A 和 B），请求生成小程序二维码有一个接口（C），

这三个接口有什么区别呢？

数量限制：接口 A、C 生成的小程序码和二维码加起来不能超过 10w 个，接口 B 生成的小程序码则数量没有限制
时效性：接口 A、B、C 生成的小程序码/二维码永久有效
页面指定性：接口 A、C 生成的小程序码/二维码可以直接进入指定页面，而接口 B 生成的小程序码需要通过技术开发处理逻辑（通过参数 scene）后才能跳转到其它页面

建议大家优先使用 B 接口去生成二维码，一方面是小程序码始终是比二维码可辨认性高，另一方面没有数量限制，而且技术处理也相对简单。

关于小程序码的样式，现阶段我们主要可以定义以下方面的内容：