O que é e para que serve o código QR?

O código QR é um símbolo bi­di­men­sio­nal. Foi inventado em 1994 pela Denso, uma das principais empresas do grupo Toyota, e foi aprovado como padrão in­ter­na­cio­nal pela ISO (ISO/IEC 18004) em junho de 2000. Este símbolo bi­di­men­sio­nal era destinado ao uso no controle de produção de peças automotivas, mas acabou se espalhando por toda a economia. O código QR é visto agora todos os dias e em todos os lugares pelo mundo, sobretudo por quatro razões:

  • Possui características su­pe­rio­res aos códigos de barras li­nea­res, como a possibilidade de agregar muitos dados em alta densidade e dar suporte a caracteres kanji (caracteres da língua japonesa com origem em caracteres chineses)
  • Pode ser usado por qualquer pessoa sem custos, uma vez que a Denso abriu mão dos direitos de patente para o domínio público
  • A estrutura dos dados não é um requisito padrão para os usos atuais
  • A maioria dos telefones celulares no Japão e nos principais paí­ses já é de smartphones, equipados com câmeras que permitem a leitura de códigos QR, acessando ime­dia­ta­men­te informações na web, SMS ou até chamadas telefônicas.

História dos símbolos 2D
Em 1970, a IBM desenvolveu os símbolos UPC compostos de 13 dígitos de números de computadores para permitir a leitura automática em sistemas computacionais. São ainda amplamente usados em sistemas de ponto de venda (POS). Em 1974 apareceu o código 39, que pode armazenar 30 dígitos alfanuméricos. Em 1994, após sucessivos desenvolvimentos, surge o código QR, que pode conter até 7.000 caracteres, incluindo os kanji. Os códigos bidimensionais geralmente contêm quantidade de dados muito su­pe­rior se comparados aos símbolos li­nea­res, como um código de barras — aproximadamente 100 vezes mais informação — e, portanto, sua leitura é um processo mais complexo que necessita de muito mais tempo de processamento.

A norma ISO 18004
A norma ISO 18004 tem como título In­for­ma­tion technology – Automatic iden­ti­fi­ca­tion and data capture techniques – Bar code symbology – QR code. Segundo a norma, o código QR “é um grafismo ma­tri­cial cons­ti­tuí­do por um conjunto de módulos nominalmente quadrados dispostos em um padrão global quadrado, incluindo um padrão único, localizador encontrado em três cantos do símbolo e destinado a facilitar a localização de sua posição, tamanho e inclinação. Uma ampla gama de tamanhos de símbolo é prevista em conjunto com quatro níveis de correção de erro. As dimensões do módulo são especificadas pelo usuá­rio para permitir a produção de símbolos por uma grande va­rie­da­de de técnicas”.

Um código QR pode codificar em seu in­te­rior diferentes unidades ou valores. Entre estes pode armazenar dados numéricos (algarismos 0–9); dados alfanuméricos (algarismos 0–9, letras maiúsculas A–Z e outros nove caracteres: o espaço, $ % * + – / : . ); dados de 8 bits ou de 1 byteLatim ou Kana; e caracteres kanji. Pode também representar dados bi­ná­rios, em que um módulo escuro é um binário 1 e um módulo branco é um zero binário.
Seu tamanho, sem incluir a zona de “silêncio”, pode ser de 21 por 21 módulos até 177 por 177 módulos, correspondendo às versões 1 a 40, com incrementos de 4 módulos para cada lado.
Os dados armazenados em um QRC podem ser (para o tamanho máximo – versão 40-L):

  • Dados numéricos: 7.089 caracteres
  • Dados alfanuméricos: 4.296 caracteres
  • Dados de 8 bits: 2.953 caracteres
  • Dados em kanji: 1.817 caracteres

O QRC tem a capacidade de correção de erros de leitura, através de re­dun­dân­cias. Isso facilita seu uso em celulares e outros periféricos móveis de menor resolução e sua impressão por equipamentos de média resolução. Há quatro níveis de correção de erro que permitem a recuperação de dados: o nível L, com 7%; o nível M, com 15%; o nível Q, com 25%; e o nível H, com 30%.

A alta performance do código QR
O código QR tem a capacidade de leitura de alta velocidade, em todas as direções (360°), pro­por­cio­nan­do aplicações até então nunca imaginadas. Normalmente, a leitura do QR é feita através de um sensor CCD, como o de um celular. Os dados da linha de varredura capturada pelo sensor são armazenados na memória. Em seguida, através do soft­ware de interpretação, são analisados os detalhes e encontrados os padrões identificadores, bem como a posição, o tamanho e o ângulo de leitura do código QR. Depois é feita a decodificação do símbolo. Em símbolos bidimensionais, a sua leitura pode demorar muito tempo até detectar a posição/ângulo/tamanho do símbolo, além de problemas de precisão.

Com o código QR, o leitor encontra os padrões de po­si­cio­na­men­to em três cantos, o que permite uma alta velocidade de leitura em todas as direções. A relação entre posições em preto e em branco, numa linha de leitura dos padrões de po­si­cio­na­men­to, é sempre 1:1:3:1:1, quando lido de qualquer direção. Ao detectar esse po­si­cio­na­men­to o leitor é capaz de identificar a posição do código QR, e por consequência o tamanho (L) e o ângulo (θ) (1 e 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Leituras distorcidas
Quan­do o código QR estiver colado em uma superfície curva ou o leitor estiver inclinado, a imagem resultante fica distorcida e dificulta sua leitura. Para corrigir esta distorção, esse código tem padrões de alinhamento arranjados com um intervalo regular dentro do intervalo de símbolo.

A va­ria­ção entre a posição do centro do padrão de alinhamento, estimada a partir da forma ex­te­rior do símbolo e da posição do centro real do padrão de alinhamento, é calculada para conter os ma­pea­men­tos a fim de identificar a posição central de cada célula, corrigida. Isso tornará legível um código QR praticamente ilegível (3).

Funcionalidade de correção de erros
No código QR há dados para a restauração de sua fun­cio­na­li­da­de, tornando-o resistente a borrões ou símbolos danificados. Ele possui quatro níveis diferentes de correção de erro — 7%, 15%, 25% e 30% da área do símbolo. A fun­cio­na­li­da­de de correção é implementada de acordo com os borrões ou danos da imagem e são chamados de código Reed-­Solomon. Estes estão dispostos na área de dados do código QR. Com essa funcionalidade, os códigos podem ser lidos corretamente mesmo quando estiverem sujos ou danificados até o nível de correção de erro, aumentando a sua utilidade e permitindo aplicações inéditas para códigos já existentes (4).

Outras funcionalidade do código QR
O código QR tem uma fun­cio­na­li­da­de que permite vincular um único símbolo a diversos outros, dividindo-o em até 16 símbolos. O exemplo mostrado na Figura 5 é aquele em que um único código QR é dividido em quatro símbolos e cada símbolo tem um indicador que mostra em quantos símbolos o original foi dividido. Isso permite que se utilize o código QR e em impressos com pouquíssimo espaço. Outra função é o mascaramento, es­sen­cial para leituras em condições de sujeira em mer­ca­do­rias ou produtos. Para isso, o processamento de um código QR passa por máscaras que permitem distinguir de modo não ambíguo o que é branco e o que é preto. Existem oito padrões de máscara. A ava­lia­ção será feita para cada um deles e aquele com o melhor resultado de ava­lia­ção, juntamente com o resultado do cálculo EX-OR, será armazenado na área de dados.


Uma fun­cio­na­li­da­de interessante para algumas aplicações é a encriptação dos dados contidos no código QR. A menos que a tabela de conversão entre o tipo de caracteres e os dados armazenados seja decifrada, ninguém será capaz de ler aquele código QR. Finalmente, é importante destacar como fun­cio­na­li­da­de a chamada “marcação direta” sobre embalagens flexíveis feitas por impressoras laser ou matriciais. Para os símbolos marcados diretamente, a forma da célula não tem ne­ces­sa­ria­men­te de ser quadrada, como mostrado na Figura 6. Pode-se ler bem no verso ou pela frente, assim como em substratos de baixa refletância, como plásticos ou vidros transparentes.

Perspectivas de adoção do código QR
As oportunidades em mercados desenvolvidos estão literalmente explodindo, ba­sea­das na adoção de smartphones e nas estatísticas de leituras de código QR:

  • 80% dos consumidores dos Estados Unidos têm celulares
  • 35% dos celulares são smartphones
  • 75% dos pro­prie­tá­rios de smartphones têm leitores de código QR
  • Os consumidores que leem códigos QR são mais velhos, têm maior grau de escolaridade e renda acima da média na­cio­nal.

Exemplos de aplicações de códigos QR

A seguir elencamos alguns exemplos de aplicações do código QR na Austrália, China, Hong Kong, Japão, Coreia, Cingapura e Taiwan, paí­ses mais avançados em sua utilização.
Consumo e redes sociais
Ralph Lauren

Durante o Aberto de Tênis dos Estados Unidos, a Ralph Lauren apresentou códigos QR em seus anún­cios impressos, malas diretas e nas janelas da loja para levar usuá­rios ao seu site. No site, o consumidor podia comprar produtos da marca.
Adegas Portuguesas utilizam códigos QR em rótulos para construir uma rede so­cial online de amantes do vinho chamada Adegga.
Consumidores que compram vinho leem o código QR com o celular e são levados a uma página sobre aquele vinho no adegga.com. Lá podem ler os co­men­tá­rios de outras pes­soas sobre o produto e verificar os preços.
Mapas
Mapas impressos estão utilizando códigos QR para melhor orien­tar os turistas no Japão. Em uma área de montanhas, rios e florestas, com muitos sí­tios naturais termais e templos, por exemplo, os códigos QR fornecem um link para um site no qual o usuá­rio pode se­le­cio­nar um interesse particular (por exemplo, história, acomodações, templos, museus), e um mapa do Goo­gle é exibido com as posições relevantes em destaque e a posição do usuário.
Emissão de passes de transporte
Desenho do Sistema

  • Na primeira vez a aplicação precisa que se preencha o formulário que leva a informação da aplicação.
  • A aplicação de renovação necessita somente do tempo de duração e o código QR na passagem velha dá as informações necessárias.

Vantagens de se usar o código QR

  • Serviço instantâneo e eficiente de renovação de passes de transporte.

Controle de produtos alimentícios
Desenho do Sistema

  • Os dados do QR no prato de sushi podem sempre ser escaneados.
  • Todo o sushi que durar mais que 55 minutos é descartado.

Vantagens de se usar o código QR

  • O controle de qualidade dos pratos de sushi é realizado e sua frescura é garantida.

Controle de gado na Austrália
Desenho do Sistema

  • Uma etiqueta código QR grudada no rabo do animal é usada para rastrear os movimentos em fazendas de gado.
  • Se surge alguma doença como ‘vaca louca’ então cada animal tem uma identidade única e as fazendas podem ser controladas melhor.

Vantagens de se usar o código QR

  • A capacidade de correção de erros ajuda a gestão com sujeira na leitura.
  • Sistemas off-­line podem ser construídos já que o gado possui identificação.

Controle de alimentos em Taiwan
Desenho do Sistema

  • Cada pacote de vegetais tem um ID único com um código de produto QR rastreável.
  • O código QR no pacote tem o nome do vegetal, número de identificação GS1 data de embalagem e código de rastreabilidade.
  • O ministério da Agricultura (C.O.A.) de Taiwan desenvolveu uma conexão móvel via web.

Vantagens de se usar o código QR

  • O código QR pode facilitar o processo de rastreabilidade e permitir aos varejistas segregar pacotes de vegetais que não estiverem mais frescos.
  • Lojistas podem também obter informações sobre plantadores ao escanear as etiquetas com o código QR que os levam à fazenda através do sistema móvel via web desenvolvido pelo ministério da Agricultura (C.O.A.) de Taiwan.

Cobrança por empresas em Taiwan
Desenho do Sistema

  • A empresa FarEasTone (FET), de Taiwan, codificou o link de pagamento (URL) na conta do usuário.
  • O cliente lê o código QR impresso na sua conta e o celular vai direto à página de pagamento de sua conta de celular, através da internet.

Vantagens de se usar o código QR

  • Isso facilita o pagamento de contas de celulares, sem computadores ou ida a bancos.

Bibliografia
http://en.wikipedia.org/wiki/Matrix_barcode
ISO/IEC 18004: ISO Standard on QR Code 2005 Bar Code Symbology Specification.

JIS-­X0510: Japan Industrial Standard.
JAMA-­EIE001: Japan Automobile Manufacturers Association Standard.

GB/T 18284: China National Standard.
KS-X ISO/IEC 18004: Korea National Standard.
TCVN7322: Vietnam National Standard.
GS1 Japan Handbook 2007.
2D Code and Barcode Image Generator: Denso Wave Incorporated, Japan.

Bruno Mortara é superintendente do ONS27, coordenador da Comissão de Estudo de Pré-­Impressão e Impressão Eletrônica e professor de pós-­graduação na Faculdade Senai de Tecnologia Gráfica.

Texto publicado na edição nº 80

Escrito por Bruno Mortara

05/12/2011

Fonte

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