Codes QR en demi-teinte ou codes QR tramés

Les deux approches placent une image dans un code QR fonctionnel. Ce n'est pas la même technique, et vous pouvez les distinguer de l'autre bout d'une pièce : l'une ressemble à une image derrière une moustiquaire, l'autre à du grain photographique. Cet article explique ce que fait chacune, pourquoi elles ont un aspect différent, où l'une gagne nettement, et où aucune ne gagne.

La méthode en demi-teinte

Le générateur QR en demi-teinte classique, en circulation depuis 2013 environ, triple la taille du code. Chaque module devient un bloc de 3×3 sous-pixels. Le sous-pixel central est fixé à la couleur exigée par le module ; les huit autres sont libres de prendre ce que dit l'image (déjà seuillée). Un scanner échantillonne les centres des modules, donc ce sont les centres qui doivent être justes — et ils le sont. Ça fonctionne, et ça produit un aspect reconnaissable : une grille régulière de points posée sur l'image, parce qu'un pixel sur trois dans les deux directions est fixé et que ces pixels fixés s'alignent parfaitement. Votre œil est extrêmement doué pour repérer un réseau régulier. Une fois que vous le voyez, impossible de ne plus le voir. L'approche est simple à implémenter et facile à raisonner, ce qui explique que tant de générateurs l'utilisent, et pour un code qui ne sera jamais vu que sur un écran à sa taille native elle est tout à fait utilisable. Ses limites apparaissent à l'impression, où rien n'est jamais vu à sa taille native et où un seul pixel fixé par module doit survivre seul à l'imprimante, au papier, à l'éclairage et au rééchantillonnage de l'appareil photo.

La méthode tramée

L'approche tramée change une seule chose et cela change tout. Au lieu de seuiller l'image d'abord puis d'écraser des pixels, elle trame l'image par diffusion d'erreur et traite un pixel forcé comme partie de ce processus : forcer la valeur, mesurer l'erreur que le forçage a causée, et pousser cette erreur vers les pixels voisins comme Floyd–Steinberg pousse n'importe quelle autre erreur. Résultat : les pixels forcés sont compensés. Les pixels autour d'eux se décalent pour garder la moyenne locale juste, de sorte que les points forcés se fondent dans le même moucheté irrégulier que le reste de l'image. Il n'y a pas de réseau sur lequel l'œil puisse s'accrocher, et l'image se lit comme une image plutôt que comme une image derrière une moustiquaire. La région forcée n'a pas non plus besoin d'être un seul pixel : ce peut être un bloc au centre de chaque module dont la taille est un réglage, ce que contrôle la balance Photo ↔ Code de SWAPQR. Le reste du module — et l'image qu'il contient — est ce que laisse la diffusion d'erreur, qui par construction a le bon ton moyen pour le module auquel il appartient.

Côte à côte

Dans la méthode en demi-teinte, l'image est seuillée avant que le code soit placé ; dans la méthode tramée, les deux se font ensemble, en une seule passe. La demi-teinte force un sous-pixel par module, sur une grille parfaite ; le tramage force un bloc central de taille réglable, caché dans le moucheté. La signature visuelle de la demi-teinte est un réseau régulier de points sur l'image ; celle du tramage, du grain photographique. La demi-teinte offre peu de réglage — un pixel sur neuf est fixé, point — tandis que le tramage offre un choix continu de la part de chaque module qui est forcée. Et en robustesse au gros plan, la demi-teinte est faible, parce qu'un pixel par module ne survit à aucun rééchantillonnage, alors que le résultat tramé est réglable et, comme le montre l'article sur le gros plan dans ce guide, mesurable : en dessous de la moitié environ du module forcé, les lecteurs anciens à seuillage par blocs peinent en gros plan extrême ; au-dessus, non. Les deux méthodes ne sont pas des variations sur un même thème ; elles répondent à la question « où va l'image » dans des ordres différents, et c'est cet ordre que l'œil voit.

Où le tramage gagne de loin

Parce que la quantité de forçage est un curseur et non un un-sur-neuf fixe, un générateur tramé peut échanger de l'image contre de la fiabilité à dessein. Ce n'est pas une différence cosmétique : à un pixel forcé par module, le code dépend de la survie d'un seul pixel à chaque étape de rééchantillonnage entre l'imprimante et le capteur, et souvent il ne survit pas. Un jet d'encre l'étale, une imprimante laser l'arrondit, un plastifiage le floute, un appareil photo en biais l'étire sur deux pixels du capteur, et la réduction d'échelle du décodeur lui-même le moyenne avec ses voisins. Forcer un bloc à la place — et laisser la diffusion d'erreur le payer — est ce qui fait tenir la technique à l'impression. Cela signifie aussi que le même générateur peut produire un code presque ordinaire pour un autocollant sur lequel les gens colleront un téléphone, et une photographie presque pure pour une affiche scannée à un mètre, à partir de la même image et du même lien, en déplaçant une seule commande. La demi-teinte n'a pas cette commande : sa fiabilité et son aspect sont fixés par la méthode, et le seul moyen de la rendre plus robuste est de l'abandonner pour une région fixée plus grande, auquel cas elle est devenue la méthode tramée avec une moins bonne compensation.

Où aucune ne gagne

Aucune approche ne rend bonne une mauvaise photographie, et aucune ne survit à une charge utile longue. Les deux ont besoin de la correction d'erreurs à son niveau le plus élevé, ce qui en soi rend le code plus dense. Une image plate et peu contrastée échoue dans les deux, pour la même raison : elle produit une texture uniforme qui concurrence les modules. Un lien long échoue dans les deux, parce que les modules deviennent trop petits pour contenir la moindre image. Et les deux sont, au bout du compte, un compromis délibéré : vous dépensez de la fiabilité pour acheter une image. Dépensez-la là où l'image vaut quelque chose, et testez l'impression. Il existe une troisième famille qui mérite d'être nommée : les générateurs qui placent une image intacte derrière un code normal en éclaircissant simplement les modules, ou qui découpent un logo au milieu. Ceux-là n'encodent pas du tout l'image — ils comptent sur la correction d'erreurs pour absorber les dégâts. Parfaitement valables, bien moins intéressants, et bien plus limités dans la quantité d'image obtenue, parce que tout le coût est payé sur le budget de correction d'erreurs sans rien pour le compenser.