Код маски и уровня коррекции

Этот код, так же как и предыдущий, дублируется в 2-х местах: рядом с верхним левым поисковым узором и рядом с нижним и правым поисковыми узорами (элемент терпит разрыв). В нём особым образом зашифрованы код маски (об этом чуть позже) и код уровня коррекции. Готовые коды приведены в таблице 11. Маска определяется на самом последнем шаге, когда всё остальное свободное пространство заполняется данными. Изза того, что маска выбирается на основе лучшего варианта (для этого надо перебрать все маски), к добавлению кода маски и уровня коррекции придётся не раз возвращаться. Пока что не добавляйте этот элемент. На рисунке изображено где именно и в каком направлении выстраиваются модули этого элемента, а также красным отмечен модуль, который всегда чёрный.

Таблица 11. Коды маски и уровня коррекции.

Уровень коррекции	Код маски	Код
L	0	111011111000100
L	1	111001011110011
L	2	111110110101010
L	3	111100010011101
L	4	110011000101111
L	5	110001100011000
L	6	110110001000001
L	7	110100101110110
M	0	101010000010010
M	1	101000100100101
M	2	101111001111100
M	3	101101101001011
M	4	100010111111001
M	5	100000011001110
M	6	100111110010111
M	7	100101010100000
Q	0	011010101011111
Q	1	011000001101000
Q	2	011111100110001
Q	3	011101000000110
Q	4	010010010110100
Q	5	010000110000011
Q	6	010111011011010
Q	7	010101111101101
H	0	001011010001001
H	1	001001110111110
H	2	001110011100111
H	3	001100111010000
H	4	000011101100010
H	5	000001001010101
H	6	000110100001100
H	7	000100000111011

Добавление данных

Всё оставшееся свободное пространство на холсте разбивается на столбики: каждые 2 модуля, не важно что находится в этих модулях, кроме вертикильной полосы синхронизации, которая просто пропускается. Заполнение начинается с правого нижнего угла, идёт в пределах столбика справа налево, снизу вверх. Если текущий модуль занят (например полосой синхронизации или выравнивающим узором), то он просто пропускается. Если достигнут верх столбика, то движение продолжается с верхнего правого угла столбика, который расположен левее, и идёт сверху вниз. Достигнув низа, движение продолжается от нижнего правого угла столбика, который расположен левее, и идёт снизу вверх. И так далее, пока всё свободное пространство не будет заполнено.

Заполнение происходит бит за битом из байтов данных, при этом 1 это чёрный модуль, а 0 — белый. Если данных не хватает, то оставшееся пространство заполняется нулевыми модулями. При этом на каждый модуль накладывается маска. Всего масок 8 штук (от 0 до 7), их список в таблице 12. Если выражение из таблицы равно нулю, то цвет модуля инвертируется. Маска выбирается по разному: некоторые всегда используют одну и ту же, другие каждый раз случайную, но спецификация настаивает, чтобы каждая маска оценивалась и выбиралась самая оптимальная. Последний вариант требует больше времени, и нет ничего страшного, если будет выбрана неоптимальная маска, поэтому не обязательно использовать именно его, но я всё равно расскажу о нём. От выбранной маски зависит код маски и уровня коррекции (см. выше), сейчас самое время добавить этот элемент.

Таблица 12. Маски.

X — столбец, Y — строка, % — остаток от деления, / — целочисленное деление.

Номер маски	Маска
0	(X+Y) % 2
1	Y % 2
2	X % 3
3	(X + Y) % 3
4	(X/3 + Y/2) % 2
5	(X*Y) % 2 + (X*Y) % 3
6	((X*Y) % 2 + (X*Y) % 3) % 2
7	((X*Y) % 3 + (X+Y) % 2) % 2

Выбор лучшей маски

Эта часть не обязательна, и, если вы уже определились с выбором маски и добавили на холст данные, ваш QR код готов.

Суть этой процедуры заключается в том, чтобы сгенерировать QR код с каждой из восьми масок, начислить каждой штрафные очки по определённым правилам и выбрать маску с наименьшим количеством очков. Помните, что вместе с данными, на холст заново добавляется элемент кода маски и уровня коррекции.

Правило 1

По горизонтали и вертикали за каждые 5 и больше идущих подряд модулей одного цвета начисляется количество очков, равное длине этого участка минус 2. В этом и во всех остальных правилах отступ не рассматривается, всё ограничивается основным полем.

Правило 2

За каждый квадрат модулей одного цвета размером 2 на 2 начисляется по 3 очка.

Правило 3

За каждую последовательность модулей ЧБЧЧЧБЧ, с 4-мя белыми модулями с одной из сторон (или с 2-х сразу), добавляется 40 очков (по вертикали или горизонтали). Проще говоря, за эти элементы:

В нашем примере всего 3 таких элемента, за что он получает 120 дополнительных очков (не обязательно эти элементы должны пересекаться с поисковым узором):

Правило 4

Количество очков на этом шаге зависит от соотношения количества чёрных и белых модулей. Чем ближе оно к соотношению 50% на 50%, тем лучше. Первое что надо сделать — поделить количество чёрных модулей на общее количество модулей (опять же, отступ не считается).
203 / 441 = 0.46032
Далее умножить полученный результат на 100 и отнять 50.
0.46032 * 100 - 50 = -3.986
Отбросить десятичную часть и взять число по модулю.
-3.986 -> 3
Умножить полученное число на 2.
3 * 2 = 6
Прибавить это число к общему количеству штрафных очков.

Итог

В конце концов для каждой маски вы получите своё количество штрафных баллов, вам останется только выбрать ту, у которых этих баллов меньше, и ваш QR код полностью готов. Как показывает статистика, чем меньше номер маски, тем больше вероятность того, что она окажется лучшей, поэтому для оптимизации можно выбирать лучшую маску не из всех, а, например, из 4-х.