• weitere alltägliche Codes
  • Urs Pedrocchi, Sportschule Glarnerland
  • 17.03.2023
  • Informatik
  • 1. OS, 2. OS, 3. OS
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Der Bar­code

Klebe hier deine bei­den Strich­codes (Bar­codes) auf.
Ver­glei­che deine bei­den Stricho­des. Wel­che Ge­mein­sam­kei­ten kannst du fest­stel­len?
Stel­le die Rech­nung zu dei­ner Zu­satz­zahl auf und über­prü­fe die Zu­satz­zahl im Bar­code.

Der QR-​Code

Klebe hier deine bei­den QR-​Codes auf.
Ver­glei­che deine bei­den QR-​Codes. Wel­che Ge­mein­sam­kei­ten kannst du fest­stel­len?

Auf­bau von QR-​Codes

Ein QR Code ist immer ein Qua­drat, auf­ge­baut aus so­ge­nann­ten Mo­du­len. Jedes Modul kann ent­we­der weiss oder schwarz ge­färbt sein. Aus­ser­dem sind immer die fol­gen­den Be­rei­che vor­han­den:

Die roten Be­rei­che (Po­si­ti­on de­tec­tion pat­terns) sind dazu da, die Be­gren­zung und die Ori­en­tie­rung des Codes an­zu­ge­ben.



Der Be­reich, der di­rekt an die roten Be­rei­che an­grenzt, wird leer ge­las­sen, damit die roten Be­rei­che gut sicht­bar sind (hier grün mar­kiert).



Mit zu­neh­men­der Grös­se (Ver­si­on) des Codes wer­den wei­te­re Mus­ter (Ali­gn­ment pat­terns, hier dun­kel­blau) hin­zu­ge­fügt, um die Aus­rich­tung des Codes bes­ser er­kenn­bar zu ma­chen. Ein QR Code kann ver­schie­de­ne Grös­sen haben. Ver­si­on 1 be­steht aus 21x21 Mo­du­len, Ver­si­on 2 aus 25x25 Mo­du­len, Ver­si­on 3 aus 29x29 Mo­du­len usw. Die gröss­te Ver­si­on, Ver­si­on 40, be­steht aus 177x177 Mo­du­len. Pro Ver­si­ons­schritt wer­den immer 4 Mo­du­le in der Sei­ten­län­ge ad­diert.



Die Ti­ming pat­terns (hier gelb) hel­fen dem De­co­der, die Lage der ein­zel­nen Mo­du­le zu be­stim­men. Sie geben so­zu­sa­gen die Zei­len und Spal­ten vor. Sie be­stehen ab­wech­selnd aus schwar­zen und weis­sen Mo­du­len.



In den pin­ken Be­rei­chen wird (für grös­se­re QR Codes) die Ver­si­ons­num­mer an­ge­ge­ben, d.h. es wird an­ge­ge­ben, wie gross der Code ist. Die bei­den Be­rei­che ent­hal­ten zwei­mal die­sel­be In­for­ma­ti­on – für den Fall dass der eine Be­reich nicht ge­le­sen wer­den kann.



Im hell­blau­en Be­reich ist In­for­ma­ti­on über das For­mat des Codes ge­spei­chert. Diese In­for­ma­ti­o­nen geben wich­ti­ge De­tails an, z.B. wel­che Maske ver­wen­det wurde und wel­che Feh­ler­kor­rek­tur an­ge­wandt wurde. Zu die­sen De­tails folgt spä­ter mehr. Wie die Versions-​Information ist auch die Format-​Information dop­pelt vor­han­den. Ein­mal im Ge­gen­uhr­zei­ger­sinn um das obere linke Po­si­ti­on de­tec­tion pat­tern, das zwei­te Mal zu­erst links unten auf­wärts, dann rechts oben von links nach rechts.



Der Rest des QR-​Codes be­steht aus den Daten, also z.B. dem Text, wel­che den ei­gent­li­chen In­halt aus­ma­chen.

Das "Ge­rüst" des QR-​Codes wird wie folgt be­füllt:



Be­gin­nend bei der un­te­ren rech­ten Ecke wer­den die Daten (eine Folge von 0 und 1) ein­ge­tra­gen. Zu­erst kom­men (in grau) die ei­gent­li­chen Daten, da­nach (in grün) die Bits, wel­che für die Feh­ler­kor­rek­tur zu­stän­dig sind. Falls am Schluss noch Platz übrig ist, wird die­ser ein­fach leer ge­las­sen.

Hier ist ein QR Code, der noch nicht fer­tig ge­stellt ist. Fülle die hell­gelb mar­kier­ten Be­rei­che rich­tig
auf. Die feh­len­den Bits für den An­fang in der rech­ten un­te­ren Ecke lau­ten:

1000 0011 1000 0110 1000 0101 1100 0001 1010 0001 1101 0110
QR-​Code Quiz

QR-​Codes las­sen sich auch prima für Quiz oder Wett­be­wer­be ver­wen­den. Dazu wird ein Teil des Code frei ge­las­sen und mit Zah­len oder Buch­sta­ben ver­se­hen. Die­sen un­voll­stän­di­gen Code druckst du auf Pa­pier aus. Min­des­tens so gross, dass man die Zei­chen noch gut lesen kann. Die Spie­ler müs­sen nun den mitt­le­ren Teil mit einem dunk­len Stift ver­voll­stän­di­gen. Nur wer die rich­ti­gen Käst­chen aus­malt, kann den Code an­schlies­send ein­scan­nen und ge­langt zur hin­ter­leg­ten Web­site oder Schlüs­sel­wort.

Bei­spiel

Male die ent­spre­chen­den Zah­len im un­voll­stän­di­gen QR-​Code aus.



  • Ver­wen­de einen mög­lichst dunk­len Stift. Blei­stift spie­gelt im Licht und funk­ti­o­niert häu­fig nicht so gut. Schwar­ze Filz­stif­te funk­ti­o­nie­ren super.

  • Du musst die Käst­chen nicht per­fekt aus­ma­len. Haupt­sa­che es gibt einen kon­trast­rei­chen schwar­zen Teil in der Mitte des Käst­chens (meist reicht schon ein di­cker Punkt).

1
Wie heisst der höchs­te Berg der Schweiz?
  • Du­four­spit­ze - dann male alle 2 und 4 aus
  • Mat­ter­horn - dann male alle 1 und 5 aus
2
Wie heisst der längs­te Fluss Eu­ro­pas?
  • Donau-​ dann male alle 6 aus
  • Wolga-​ dann male alle 3 aus

ei­ge­nen Quiz er­stel­len

Denke dir 2-4 span­nen­de Fra­gen aus.

Über­le­ge dir, ob der Spie­ler mit dem rich­tig be­mal­ten QR-​Code auf eine In­ter­net­sei­te ge­lan­gen soll oder ein Lö­sungs­wort an­ge­zeigt wird. No­tie­re dir die Fra­gen und je­weils 2-3 Ant­wort­mög­lich­kei­ten  in dein No­tiz­heft.



Be­su­che die fol­gen­de In­ter­net­sei­te und wähle Code er­stel­len. Gib die ge­wünsch­ten An­ga­ben ein und lade den Code und die Lö­sung in einen neu er­stell­ten Ord­ner auf dei­nem One­Dri­ve. Unten auf dem Lö­sungs­blatt ist an­ge­ge­ben wel­che Zif­fern be­malt wer­den sol­len und wel­che nicht.



Schrei­be dei­nen Quiz in einem Word-​Dokument und füge da den un­voll­stän­di­gen Code ein.

Der Bar­code

Der Bar­code ist ein klas­si­scher Strich­code, den wir prak­tisch auf allen Pro­dukt­ver­pa­ckun­gen fin­den kön­nen. Im Ein­zel­han­del sind bei­spiels­wei­se die EAN-13 Bar­codes sehr ge­bräuch­lich:

Ein sol­cher Bar­code kann von ent­spre­chen­den Le­se­ge­rä­ten (zum Bei­spiel an der Kasse im Laden) ein­ge­scannt wer­den. Das Le­se­ge­rät be­rech­net aus je­weils zwei Li­ni­en und zwei Frei­räu­men eine Zif­fer. Damit wir die so ko­dier­te Zahl auch lesen kön­nen, ist sie noch­mal dar­un­ter ge­druckt. Der Scan­ner gibt bei Er­folg einen Piep­ton von sich und sen­det die ge­le­se­ne Zahl an den an­ge­schlos­sen Com­pu­ter.







4 780201 37962 9





Zu­satz­zahl/Kon­troll­zif­fer

Die letz­te Zif­fer wird nicht mit­ge­schickt. Sie ist nicht Teil der ko­dier­ten In­for­ma­ti­on son­dern dient als Zu­satz­zahl zur Über­prü­fung, ob die ei­gent­li­che Zahl rich­tig ein­ge­le­sen wurde.





Dazu wird vom ers­ten Teil der lan­gen Zahl die Quer­sum­me ge­bil­det und jede Zif­fer ent­we­der mit eins oder drei mul­ti­pli­ziert, immer ab­wech­selnd:





1•4 + 3•7 + 1•8 + 3•0 + 1•2 + 3•0 + 1•1 + 3•3 + 1•7 + 3•9 + 1•6 + 3•2 = 91





Jetzt wird von die­ser Summe die Dif­fe­renz zum nächs­ten Zeh­ner be­rech­net. Also in un­se­rem Fall die Ein­hun­dert. 100-91 = 9. Damit haben wir ga­ran­tiert eine ein­stel­li­ge Zahl. Nur wenn diese Zahl mit der Zu­satz­zahl im Bar­code über­ein­stimmt, hat das Ein­le­sen funk­ti­o­niert. Wenn der Scan­ner an der Kasse also mal nicht piept, kann es daran lie­gen, dass die schwar­zen Bal­ken nicht kor­rekt er­kannt wur­den und die Prü­fung der Zu­satz­zahl fehl­schlägt. Häu­fig ge­nügt es dann den Code etwas her­um­zu­dre­hen, Fal­ten in der Ver­pa­ckung zu glät­ten oder den Code mög­lichst ge­ra­de zu zie­hen.

Der QR-​Code

Der QR-​Code funk­ti­o­niert ganz ähn­lich wie ein Bar­code.

Statt Li­ni­en ver­wen­det er je­doch klei­ne Käst­chen in einem zwei­di­men­si­o­na­len Mus­ter. In einen qua­dra­ti­schen Code passt deut­lich mehr In­for­ma­ti­on. Statt einer ein­zel­nen Zahl kön­nen wir zum Bei­spiel eine In­ter­net­adres­sen wie https://www.ssgl.ch darin ver­pa­cken.





Genau wie bei den Bar­codes gibt es auch beim QR-​Code Zu­satz­ele­men­te, mit denen sich Le­se­feh­ler auf­spü­ren und sogar kor­ri­gie­ren las­sen. Man spricht von Red­un­danz und Feh­ler­kor­rek­tur. Die meis­ten QR-​Codes haben eine Red­un­dan­zen von etwa 25%. Das heisst, selbst wenn ein Vier­tel des QR-​Codes zer­stört wird, lässt sich mit dem Rest immer noch die In­for­ma­ti­on ent­schlüs­seln. Auch der rech­te Code funk­ti­o­niert noch, pro­bier es aus:



Ein QR-​Code be­sitzt immer drei gros­se und ein klei­nes auf­fäl­li­ges Qua­drat in den Ecken. Diese die­nen dem Scan­ner zur Po­si­ti­ons­er­ken­nung. Der Scan­ner kann dar­aus be­rech­nen wo der Code an­fängt und wo er auf­hört. Das klei­ne Qua­drat dient zur Be­stim­mung der Rich­tung. Damit lässt sich er­ken­nen, ob der Code ge­ra­de auf dem Kopf steht oder auf die Seite ge­kippt ist. Die rest­li­chen Punk­te ver­schlüs­seln die In­for­ma­ti­on. Der Code geht somit ka­putt, wenn eines der wich­ti­gen Qua­dra­te zur Po­si­ti­ons­er­ken­nung zer­stört wird. Die­ser Code lässt sich des­halb nicht mehr ge­brau­chen:

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