С 1994 года компания Denso Wave владеет патентом на QR-код, который сегодня сканируют миллиарды раз в день. И за все это время она ни разу не взяла с пользователей ни копейки.
Редакция «Компьютерры» разобралась, как японский автопромышленник случайно придумал самый распространенный в мире двумерный код и почему отказ от лицензионных отчислений оказался гениальнее самой технологии.
Заводы тонули в штрих-кодах
В 1992 году у компании Denso (входила в группу Toyota и выпускала автозапчасти) была вполне конкретная производственная проблема. Обычный штрих-код вмещал около 20 буквенно-цифровых символов, но для идентификации одной автозапчасти требовалось от 5 до 10 отдельных штрих-кодов, потому что информации было слишком много для одного кода. В результате рабочие сканировали примерно тысячу штрих-кодов в день, и их работа все больше напоминала чтение кодов, а не сборку автомобилей. Вдобавок ко всему штрих-коды не поддерживали иероглифы кандзи и кана.
Задача формулировалась так: создать двумерный код, который вместит больше данных, чем одномерный штрих-код, но будет читаться так же быстро. Сканер должен уметь распознавать в узоре закодированную информацию и определять ориентацию кода независимо от того, под каким углом его поднесли. За решение взялся Масахиро Хара вместе с еще одним инженером, а идея угловых меток пришла к нему почти случайно.
1:1:3:1:1 — пропорция, которой не существует в природе
Согласно собственному рассказу Хары, он ехал в поезде и, глядя в окно, заметил, что окна верхних этажей здания расположены иначе, чем нижних, — возник визуальный контраст на фоне однообразного фасада. Это натолкнуло Хару на мысль добавить контрастные маркеры по углам кода.
Когда решение с угловыми метками было найдено, возникла новая проблема: как гарантировать, что такая форма случайно не появится где-то еще на печатной странице и не собьет сканер с толку. Хара потратил месяцы на фотографирование газет, журналов и прочей печатной продукции, изучая соотношения черного и белого во всевозможных узорах.
В итоге он остановился на пропорции 1:1:3:1:1 — комбинации, которая в природе и в типографской печати не встречается. Именно эту формулу используют три угловых квадрата каждого QR-кода по сей день.
Решение, которого от патентообладателя никто не ожидал
Компания владела (и продолжает владеть) несколькими патентами на технологию QR-кода. Это не открытый проект в привычном смысле слова. Разница в том, что Denso публично обязалась не отстаивать свои патентные права после выпуска QR-кода в 1994 году. Причем это произошло еще до того, как QR стал каким-либо стандартом.
В компании считали, что каким бы хорошим ни был код, его нельзя будет свободно и безопасно использовать без инфраструктуры, например, периферийных устройств и всего остального. Поэтому они решили открыть патент и побудить другие компании разрабатывать собственные инфраструктурные решения, чтобы QR-код быстрее распространился.
Иными словами, код был бы бесполезен без критической массы сканеров и программного обеспечения. Именно это, вероятно, и обеспечило технологии хоть какое-то начальное признание.
Сколько данных вмещает QR-код
Стандартный QR-код способен хранить до 3 КБ данных — это более 7000 цифровых символов, не считая буквенно-цифровых. Существует 40 версий стандартного кода: от Version 1 (матрица 21×21 модулей) до Version 40 (177×177 модулей). Чем больше символов нужно закодировать, тем крупнее версия.
Помимо статических кодов, существуют динамические. Они хранят короткую редактируемую ссылку, которая ведет на серверный редирект. Это значит, что конечный адрес можно менять в любой момент, а сам код остается неизменным. Рестораны используют это, чтобы обновлять меню без перепечатки кодов на столах. Динамические коды также позволяют отслеживать геолокацию сканирования, время и тип устройства.
Судьба оригинального штрих-кода тоже любопытна
Норман Джозеф Вудленд и Бернард Сильвер запатентовали его еще в 1952 году под названием «Классифицирующее устройство и метод». Патент был продан компании Philco за 15 тысяч долларов и истек где-то в 1960-х, так и не будучи использованным. Причина в том, что технологий для считывания (лазерных сканеров и дешевых вычислительных машин) попросту не существовало.
Первый розничный штрих-код был отсканирован лишь в 1974 году (на упаковке жевательной резинки Wrigley’s в городе Трой, штат Огайо). Задержка объяснялась не корпоративной жадностью, а разрывом между изобретением и появлением доступных технологий. QR-код сократил этот разрыв, когда технологию отдали бесплатно с самого начала.
Что дало бесплатное распространение патента
Но если Denso отдала патент, как компания все еще зарабатывает на изобретении? Во-первых, QR Code — зарегистрированный товарный знак Denso Wave, и это отдельная история от патента. Любой может использовать базовую технологию без роялти, если следует спецификациям. А вот название и сам стандарт защищены в Японском патентном ведомстве.
Во-вторых, Denso продает физическое оборудование для чтения QR-кодов и коммерчески контролирует ряд проприетарных вариаций, построенных поверх открытого стандарта. Среди них SQRC, ограничивающий круг лиц, способных прочитать часть зашифрованных данных, и FrameQR — более дизайнерская версия, выпущенная в 2014 году, которая позволяет встраивать художественные элементы прямо в код.
Изначальная открытость стала причиной того, что формат не распался на миллион конкурирующих версий. QR-код получил статус стандарта AIM в 1997 году, японского стандарта JIS в 1999-м и международного ISO в 2000-м. Производители по всему миру получили единую спецификацию вместо лоскутного одеяла несовместимых вариаций.
Более того, QR-коды опираются на помехоустойчивое кодирование Рида — Соломона — математический прием, позволяющий коду оставаться читаемым, даже когда значительная его часть повреждена, смазана или закрыта. При максимальном уровне коррекции можно повредить около 30% кода, и он все равно будет отсканирован. Именно поэтому маркетинговые QR-коды позволяют вставлять логотип прямо в центр.
Сам QR-код — блестящая инженерная работа, но в 1990-х существовало немало остроумных двумерных кодов, о которых сегодня никто не помнит. Причиной повсеместного распространения именно этого кода стало лицензионное решение, принятое Харой и его компанией еще до того, как стало известно, сработает ли технология вообще.