如今,扫码支付深入日常消费场景,超越现金、银行卡、乃至NFC支付方式,成为最“大众”的支付方式。不仅如此,二维码更进入了国民日常生活的方方面面,涵盖餐馆点餐、医院挂号、会员登录、共享单车乃至新冠疫情防控中的健康码、行程码等。可以说,中国成为全球二维码大国,用“有码走遍神州”来形容二维码对我们的重要性亦不夸张。

鲜为人知的是,二维码背后的技术之父是谁。借此机会,我们为读者介绍一下这位“二维码之父”——原昌宏(国内部分媒体曾误写为“腾弘原”)。在享受二维码带来的便利之际,不妨饮水思源,认识一下这位二维码之父和他二维码的前世今生。

原昌宏先生和他的二维码,图片来源:株式会社DENSO WAVE

原昌宏先生1957年出生于东京,今年64岁。关于他的家庭背景,目前并没有公开资料,但据传原昌宏先生非常尊敬其父亲,父亲是一位拥有专利的技术人员。出身于技术家庭的环境,让原昌宏先生怀揣超越父亲的志向,成为他未来职业生涯中努力突破障碍的动力。

1980年原昌宏先生毕业于法政大学工学部电气工学系。法政大学是本部设于日本东京都都心千代田区的一所著名的私立大学。同年大学毕业后,他进入日本电装株式会社(现更为株式会社DENSO WAVE,已成为全球第二大汽车零配件供应商)任职,根据该公司的官网介绍,原昌宏先生目前在该公司AUTO-ID事业部技术2部技术2室担任室长一职。

原昌宏最初打算运用自己所学的电气知识为公司做出成绩,没想到他最初承接的工作却是开发条形码读取装置,这为其未来发明二维码奠定了基础。如今,条形码在各种商品上随处可见,但在上世纪80年代的日本国内却还是新生事物。

原昌宏先生研究了其上司从美国带回的口香糖条形码,耗时约两年时间完成了手持式条形码读取装置的研制。据说,该装置首先被7-11便利店采用,后推广到全日本。原昌宏先生为条形码在日本的推广和普及做出了不可磨灭的贡献。

条形码Barcode,其技术渊源最早可追溯到上世纪二十年代,诞生于美国Westinghouse实验室。一位名叫John Kermode性格古怪的发明家“异想天开”地想要对邮政单据实现自动分拣,为此开发出了条码雏形。1949年,美国人乔·伍德兰德(JoeWood Land)和伯尼·西尔沃(Berny Silver)申请了用于食品自动识别领域的环形条形码专利,真正意义上的条形码由此诞生。条形码真正在大规模应用上得以实现,还是上世纪80年代以后。

尽管当时条形码在制造业、物流业、零售业等各行各业得到广泛应用,但其缺点也十分明显:数据容量较小(约20个字符)、仅能容纳字母和数字(这显然无法满足使用汉字和假名的日本)、条形码尺寸相对较大(空间利用率较低)、条形码一旦出现破损便无法读取。而原昌宏先生在谈及二维码起源的原因时提到,进入90年代后,制造现场转变为多品种少量生产。这样的背景对生产管理提出了更高要求,同时也让人开始追求条形码的大容量化。

1992年,在DENSO从事条码扫描器和光学字符识别(OCR)装置开发的原昌宏受理了制造现场提出的挑战:“能不能让条码读取速度再快一点?”因为一家汽车制造公司联系了他,要求他开发一种可以更快、更高效地读取的扫描仪。当时,生产现场的解决容量限制问题的办法是把多个条形码并排放置在一张文件上。最多只能容纳20个左右英文字母容量的条形码,让操作人员每天要进行1000次以上的读取,反而导致效率下降。

起初,原昌宏本打算通过改进条码扫描器来应对这些要求,但渐渐觉得遇到了瓶颈。恰好,那个时期产品小型化发展趋势推动了对小面积代码打印的需求。不久,他意识到需要改进的不是条码扫描器,而是代码本身。相对于条形码只是横向(一维)表达信息,二维码的特点是纵向和横向两个维度都可以表达信息。原昌宏决心开发出既有更多信息、又能快速读取,同时还能应对汉字假名的精巧代码。

原昌宏的开发团队最初只有2个人,着手开发新的二维码。对于开发团队来说,最大的难题是如何让代码快速读取。与条形码相比,扫描器更难识别二维码的位置。原昌宏突然产生了这样一个创意:“如果在二维码中添加一个符号来指示‘这里有代码’会怎样?这样是否能够让扫描器准确识别代码位置,进而实现快速读取?”在代码的角上配置的3个“定位图案”正是基于这一创意研发出来的。

确定定位图案形状却是一个极其困难的过程。因为,如果代码附近有形状相似的图案,就会导致准确识别变得不可能。为了避免误判,定位图案的形状必须是独一无二的。于是,原昌宏等人决定将印刷品上常见的图案和文字转换成黑白两色,并仔细调查它们所占面积之比。

开发团队废寝忘食地调查了大量印刷品,终于在其中找到了“最少见”的比例:1:1:3:1:1。就这样,定位图案黑白部分的宽度比例被确定了,新的扫描机制由此诞生。无论扫描线从360度的哪个方向扫过,只要找到独特的比例,就可以计算出代码位置。

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就是“便于读取”。工人在手持式扫描器上使用双手读取生产线上的零部件代码,读取的角度每次都不同。为了快速读取,需要准确识别代码的位置。由于QR码具有3个“定位图案”,因此能够精确地识别代码的位置。

事实上,随着互联网在21世纪初在日本的兴起,QR码迅速普及。彼时,智能手机尚未问世,市面上流通的还是功能机,其仅配备12个按键(0-9以及和键),输入复杂信息极不方便,例如客户名片信息、广告促销或互联网地址等。

QR码的出现正好解决了功能机输入信息不便的问题。用户只需用手机摄像头扫描QR码,即可快速查看或存储各种信息。即使现在移动互联网时代已经进入智能手机时代,QR码仍能便捷地让智能手机快速查看或存储信息,其速度远超任何手机键盘输入。

随后,移动支付在中国兴起,又赋予了QR码金融支付与收款的功能,以及各类本文开头提到的健康码、出行码、点餐码、会员码和登机码等,几乎无限地拓展了QR码在各行各业的应用。

但QR码的应用远不止于此,甚至超出了原昌宏先生的最初预期。他在今年接受媒体采访时感慨道:我从未想过人们会在大街上扫描QR码。就像一位父亲总会关心自己孩子的未来,QR码之父也不例外。

事实上,出人意料的是,QR码本可以给原昌宏先生和株式会社DENSO WAVE带来巨额利润,但实际上,QR码从一开始就采取了开放专利的形式,鼓励人们使用。原昌宏先生在向媒体解释时提到,这是因为彼时条形码的专利已过期,且免费开放,这也阻碍了其他码类产品进入市场。如果QR码收费,整个行业将面临风险,因为市场上会出现各种廉价的其他类型码。

“我们希望成为第一个向所有人开放QR码使用权限的人,这样就没有其他码可以进入市场。”为此,他向所有人开放了这一专利。

未来,原昌宏先生希望将颜色整合到QR码中,以便存储图像和视频等更复杂的信息。目前的QR码只能存储文本信息。他希望为医学图像和数据(例如心电图和X光片)开发QR码。通过(QR码)能够携带的信息,人们可以在紧急情况下获得正确的治疗。

尽管QR码的发明并没有给原昌宏先生和他的公司株式会社DENSO WAVE带来巨额财富,但这并不意味着他会被世人遗忘。QR码先后获得日本和国际上的多项奖项:

  • 2002年,荣获美国R&D100 Awards
  • 2004年,荣获移动项目奖最优秀奖(モバイルプロジェクトアワード最優秀賞)
  • 2007年,荣获日本创新者大奖优秀奖(日本イノベータ大賞優秀賞)
  • 2012年,荣获最佳100设计奖(グッドデザイン賞Best100)
  • 2014年,荣获欧洲发明家奖大众奖

这些奖项是对QR码得到迅速普及并受到广大地区、各个年龄段普通消费者的认可和高度评价的证明。如今的QR码在世界各地以及各行各业都大显身手。

客观地说,QR码并不算年轻,严格来说也并非由原昌宏先生原创发明。它是由一家名为Iterface Mechanisms的美国公司于1970年开发的技术,并应用于制造业。但由于当时使用范围狭窄,且过于专业,并无多少突出之处。

原昌宏先生发明的QR码最终成为全世界流行的标准QR码,因此公众也逐渐将QR码误称为二维码,而QR码这一正式官方名称却鲜为人知。本文所提及的二维码即指QR码。

QRコード和QR Code是株式会社DENSO WAVE的注册商标。

本文根据以下互联网资料汇总编译综合整理:

1. 日本flowerlove.jp网站2020年5月16日的人物传记《原昌宏(デンソー)の出身大学と高校について!家族は?経歴もチェック!》,原作者不详

2. 澳洲SBS日语台2021年11月19日的播出的《心電図やレントゲンのQRコード化も視野に QRコード開発者 原昌宏さん》,英文标题为《’Father of QR code’ says thetechnology’s future is in storing important medical information》,原作者:YUMI OBA

3. 株式会社DENSOWAVE中文版官网《QR码开发始末》

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