하프톤 QR 코드와 디더링 QR 코드

두 접근법 모두 작동하는 QR 코드 안에 그림을 넣습니다. 그러나 같은 기법이 아니며, 방 건너편에서도 구별할 수 있습니다. 하나는 방충망 뒤의 그림처럼, 다른 하나는 사진 입자처럼 보입니다. 이 글은 각각이 무엇을 하는지, 왜 다르게 보이는지, 어디서 하나가 분명히 이기는지, 어디서 둘 다 이기지 못하는지를 설명합니다.

하프톤 방식

2013년경부터 유통된 고전적인 하프톤 QR 생성기는 코드 크기를 세 배로 늘립니다. 모든 모듈이 3×3 서브픽셀 블록이 됩니다. 중앙 서브픽셀은 모듈이 요구하는 색으로 고정되고, 나머지 여덟 개는 (이미 임계값 처리된) 그림이 말하는 값을 자유롭게 취합니다. 스캐너는 모듈 중심을 샘플링하므로 맞아야 하는 것은 중심이며, 실제로 맞습니다. 작동하며, 알아볼 수 있는 모양을 만듭니다. 그림 위에 규칙적인 점 격자가 놓입니다. 양방향으로 세 번째 픽셀마다 고정되고 그 고정 픽셀들이 완벽하게 정렬되기 때문입니다. 눈은 규칙적인 격자를 찾는 데 매우 능합니다. 한번 보이면 안 보이게 할 수 없습니다. 이 접근법은 구현이 단순하고 이해하기 쉬워서 많은 생성기가 쓰며, 화면에서 원본 크기로만 볼 코드에는 충분히 쓸 만합니다. 한계는 인쇄에서 나타납니다. 인쇄에서는 아무것도 원본 크기로 보이지 않으며, 모듈당 고정 픽셀 하나가 프린터, 종이, 조명, 카메라의 리샘플링을 혼자 살아남아야 합니다.

디더링 방식

디더링 접근법은 한 가지를 바꾸고, 그것이 모든 것을 바꿉니다. 그림을 먼저 임계값 처리한 뒤 픽셀을 덮어쓰는 대신, 오차 확산으로 그림을 디더링하고 강제된 픽셀을 그 과정의 일부로 다룹니다. 값을 강제하고, 강제가 만든 오차를 측정하고, Floyd–Steinberg가 다른 오차를 밀어내듯 그 오차를 이웃 픽셀로 밀어냅니다. 결과적으로 강제된 픽셀은 보상됩니다. 주변 픽셀이 국소 평균을 맞게 유지하도록 이동하므로, 강제된 점은 이미지의 나머지와 같은 불규칙한 얼룩 안에 놓입니다. 눈이 붙잡을 격자가 없고, 그림은 방충망 뒤의 그림이 아니라 그림으로 읽힙니다. 강제 영역도 단일 픽셀일 필요가 없습니다. 각 모듈 중앙의 크기가 설정값인 블록일 수 있으며, 이것이 SWAPQR의 사진 ↔ 코드 균형이 제어하는 것입니다. 모듈의 나머지, 그리고 그 안의 그림은 오차 확산이 남기는 것이며, 구성상 그것이 속한 모듈에 맞는 평균 계조를 가집니다.

나란히 비교

하프톤 방식에서는 코드를 놓기 전에 그림이 임계값 처리되고, 디더링 방식에서는 둘이 한 번의 패스로 함께 일어납니다. 하프톤은 모듈당 서브픽셀 하나를 완벽한 격자 위에 강제하고, 디더링은 조절 가능한 크기의 중앙 블록을 얼룩 속에 숨겨 강제합니다. 하프톤의 시각적 특징은 이미지 위의 규칙적인 점 격자이고, 디더링은 사진 입자입니다. 하프톤은 조정 여지가 거의 없어 9픽셀 중 하나가 고정되면 그것으로 끝이지만, 디더링은 각 모듈의 얼마만큼을 강제할지 연속적으로 선택할 수 있습니다. 근접 견고성에서 하프톤은 약합니다. 모듈당 픽셀 하나는 어떤 리샘플링도 살아남지 못하기 때문입니다. 반면 디더링 결과는 조절 가능하고, 이 가이드의 근접 스캔 글이 보여주듯 측정 가능합니다. 모듈의 약 절반 미만을 강제하면 오래된 블록 임계값 리더가 극단적인 근접 스캔에서 어려움을 겪고, 그 이상에서는 그렇지 않습니다. 두 방식은 같은 주제의 변주가 아닙니다. "그림은 어디로 가는가"라는 질문에 다른 순서로 답하며, 그 순서가 눈에 보이는 것입니다.

디더링이 크게 이기는 곳

강제량이 고정된 9분의 1이 아니라 다이얼이기 때문에, 디더링 생성기는 그림과 신뢰성을 의도적으로 맞바꿀 수 있습니다. 이것은 겉모습의 차이가 아닙니다. 모듈당 픽셀 하나를 강제하면 코드는 픽셀 하나가 프린터와 센서 사이의 모든 리샘플링 단계를 살아남는 것에 의존하며, 종종 살아남지 못합니다. 잉크젯은 이를 번지게 하고, 레이저 프린터는 둥글리고, 코팅은 흐리게 하고, 비스듬한 카메라는 센서 픽셀 두 개에 걸쳐 뭉개고, 디코더 자체의 축소는 이웃과 평균합니다. 대신 블록을 강제하고 오차 확산이 그 대가를 치르게 하는 것이 이 기법이 인쇄에서 버티게 하는 것입니다. 이는 또한 같은 생성기가 같은 그림과 같은 링크로, 조절 하나만 움직여서, 사람들이 휴대폰을 갖다 댈 스티커용 거의 평범한 코드와 1미터 거리에서 스캔할 포스터용 거의 순수한 사진을 모두 만들 수 있다는 뜻입니다. 하프톤에는 그런 조절이 없습니다. 신뢰성과 모양이 방식에 의해 고정되어 있고, 더 견고하게 만드는 유일한 방법은 더 큰 고정 영역을 위해 그것을 버리는 것인데, 그 시점에서 그것은 보상이 더 나쁜 디더링 방식이 되어 있습니다.

둘 다 이기지 못하는 곳

어느 접근법도 나쁜 사진을 좋게 만들지 못하고, 어느 쪽도 긴 페이로드를 살아남지 못합니다. 둘 다 최고 단계의 오류 정정이 필요하며, 그 자체가 코드를 조밀하게 만듭니다. 평평하고 저대비인 이미지는 둘 다에서 같은 이유로 실패합니다. 모듈과 경쟁하는 균일한 질감을 만들기 때문입니다. 긴 링크는 둘 다에서 실패합니다. 모듈이 너무 작아져 어떤 그림도 담지 못하기 때문입니다. 그리고 둘 다 결국 의도적인 절충입니다. 이미지를 사기 위해 신뢰성을 쓰는 것입니다. 이미지가 가치 있는 곳에 쓰고, 인쇄물을 테스트하십시오. 이름을 붙일 만한 세 번째 계열이 있습니다. 일반 코드 뒤에 손대지 않은 그림을 놓고 모듈을 밝게만 하는 생성기, 또는 가운데에서 로고를 뚫어내는 생성기입니다. 이들은 그림을 전혀 인코딩하지 않습니다. 손상을 흡수하기 위해 오류 정정에 기댈 뿐입니다. 완전히 유효하지만 훨씬 덜 흥미롭고, 얻을 수 있는 이미지 양도 훨씬 제한적입니다. 모든 비용이 오류 정정 예산에서 지불되고 아무것도 이를 보상하지 않기 때문입니다.