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条形码的前世今生
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从食品到日用品、从衣服到书籍,条形码在我们生活中随处可见。据统计,人们每天要扫描50亿次条形码。条形码每年可为超市和大型商场的客户、零售商和制造商节约300亿美元的费用,全球经济离开了它们就难以运转。

条形码,这一看上去平淡无奇的图案,却在我们的生活中起着举足轻重的作用,那又是哪些伟人创造了它呢?

什么是条形码?

条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白按照一定的编码规则排列,用以表达一组信息的图形标识符。

常见的条形码是由反射率相差很大的黑条和白条排成的平行线图案。条形码携带了许多信息,包括物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等,因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到了广泛的应用。

我们为什么需要条形码?

条形码之所以这么流行,其实是起源于一个基本问题:几乎所有行业都需要一种迅速读取数据的方法。最先提出解决方案的人是德雷克塞尔大学的学生乔·伍德兰德(Joe Woodland)和他的同学,他们在1952年申请了一项专利——一种可以从任何方向读取信息的靶心状符号。他们开始只是想在杂货店实行这一方法,但在读取技术这一方面陷入了困境:因为就算发明者能够设计出不同意义的线条,扫描器却未必能知道它所代表的意义。这方法也就因此搁置,主要还是归咎于当时的科学技术不够先进。

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【伍德兰德和他的同学于1952年申请“靶心状符号”的专利图】

与此同时,还有另一个产业也迫切地需要这种快速的读取速度,那就是铁道业。当火车从地平线上的一个小点到从他们的面前飞驰而过,他们的任务就是鉴别出这列火车的所有者,因此这种可快速扫描标的签成为了他们一直追寻的梦想。

KarTrak——条形码的雏形

1959年,铁路研究和开发部的经理们齐聚一堂,希望探讨出一种能够从行驶的火车上抓取序列号和物主信息的方法。来自俄亥俄州西尔韦尼亚的大卫.柯林斯(David Collins)和克里斯.卡帕撒比利斯(Chris Kapsambelis)接受了这一挑战。

1962年,他们研制出了一种白光系统,称之为“KarTrak”。这种系统的车上设备主要是符号板,符号板由高折射率的玻璃微珠制成,具有由原光路反回特性。符号板包含红、蓝、白、黑4种颜色的13种模块,并按车号固定编定码组。地面设备是扫描器。当扫描器用氙气白光扫描车辆的符号板时,符号板即对地面设备反射回不同颜色的编码信息。地面设备接收反射来的信息后,经过滤色片、光电转换、译码、校核后输出采集的车辆号码,送往处理中心。五年后,几乎所有的北美火车都被要求安装上该系统。不过随着时间的推移,人们发现“Kar Trak”白光系统抗污染能力较差,随符号板使用时间的增长而车号采集的错误率增大,并且在全国范围上使用氙气灯以及培训铁路员的费用过于高昂,因此这种系统从70年代起就不再使用了。

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【KarTrak——应用于铁路上,条形码的雏形】

条形码扫描仪的出现

到了1967年,一个自主研发的靶心型的收银系统在辛辛那堤的克罗格(Kroger)百货行安装,随后在瑞士Migros零售公司也出现了它的身影。这种条形码不仅可以进行快速价格扫描,还可以实时地告诉零售商哪些商品已被售出。然而不管系统是如何的方便,大家都有一个共同的问题无法解决。那就是如何使每一个商品都有一种标准的码,然后通行全国。并且还需要一个通用的扫描仪。因此,所有厂商就共同成立了一个组织去解决这些困难。

在这时候,“KarTrak”的发明者柯林斯又冒了出来,他和他的公司已经发明出了识别这种线条的工具。其中使用到的技术你一定已经知道了,那就是——激光。他们发现氦氖激光器(helium-neon laser)可以完美地识别出条形码,具有快速性、精确性和可靠性。

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【氦氖激光器】

条形码逐渐成形

当通用汽车将该系统应用于识别装配线上的发动机和轮轴时,柯林斯可以说是取得了他人生中首次巨大的成功。在生产线上使用这种条码比配备经验丰富的标签录入员出错率更低。而且人们只需要在物品上粘贴一张条形码贴纸即可,费用十分便宜。既然条形码这么低廉、高效,那其他的汽车公司也不甘落后,同样采用了这一系统。正是因为这种高速、高效的发明为商业带来了大量利益,条形码便开始流行了起来。

之后,全美国连锁食品企业协会(National Association of Food Chains)也制定了一种商品用条码——UPC码(Universal Product Code),它是一种长度固定的连续型条码,由于其应用范围广泛,又被称万用条码——这就是我们现在经常看到的条形码了,甚至在人体艺术业中也能找到它的身影(如果你真的想纹上条形码,那你可以考虑下需不需要设计一个可以被识别出的条码)。

如今,条形码已经演化出了众多版本:美国国家航空和航天管理局(NASA)采用了3维条形码,它可以直接嵌入物体的表面;杂货店使用的是UPC码来标识商品;而QR码(二维条码的一种)则被众多手机用户用于读取即时信息,它能比普通条码储存更多的资料,且在扫描时无需直线对准扫描器。

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【3维条形码】

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【UPC码】

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【QR码】


条形码给我们的生活带来了如此多的便利,所以当我们再次站在超市结账处看着被扫描的商品时,请为那些发明家付出的心血而心怀感激吧。

图片和信息来源: gizmodo

The End

发布于2011-06-14, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳。 如在其他平台看到此文章被盗用,请告诉我们(文章版权保护服务由维权骑士提供)

小杨

软件工程师

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