今天給大家帶來一個簡單的Python應用實驗：生成個性二維碼。

實驗內容：

通過呼叫MyQR介面來實現生成個人所需二維碼，並可以設定二維碼的大小、是否在現有圖片的基礎上生成、是否生成動態二維碼。主要面向Python3初學者。

知識點

Python3基礎

MyQR庫

可以實現：

普通二維碼

帶圖片的藝術二維碼

動態二維碼

所需實驗環境

python-3.5.2

MyQR-2.3.1

一、實驗準備

建立環境

開啟終端，進入 Code 目錄，並將其作為我們的工作目錄。

$ cd Code

下載MyQR

$ sudo pip3 install MyQR

下載所需資原始檔並解壓

Code/ $ wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/1126/Sources.zip  #這裡提供製作二維碼所需要的圖片資源
Code/ $ unzip Sources.zip
 

FreeImage

如果你使用的是虛擬環境，會缺少了一些FreeImage依賴，可以在這裡手動新增。如果不是虛擬環境可以跳過此步。

在shiyanlou根目錄裡開啟終端:

shiyanlou/ $ mkdir .imageio && cd .imageio
.imageio/ $ mkdir freeimage && cd freeimage
freeimage/ $ wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/1126/libfreeimage-3.16.0-linux64.so

二、實驗步驟

接下來，我們會自己製作普通二維碼、帶有圖片的藝術二維碼和動態二維碼。

普通二維碼

確保當前目錄為Code,在命令列中輸入 python3 ，進入 python3 環境：

Code/ $ python3

在 python3 環境中輸入以下程式碼：

>>>from MyQR import myqr
>>>myqr.run('https://www.shiyanlou.com')

大功告成，那麼來看一看自己製作的第一張二維碼圖片吧！（珍惜賬號在這裡我就不放圖片啦~）

先退出python3環境

>>>quit()

再使用火狐瀏覽器預覽

Code/ $ firefox qrcode.png

快快拿起手機掃一掃，看看是否有效，若成功，將跳轉到藍橋雲課主頁。

下面我們來詳細地講解一下 myqr.run() 函式裡面的引數

圖片二維碼

光是二維碼，是否太單調了呢？沒關係，我們能加上我們想要的圖片，使二維碼更具辨識度！ 我們準備了藍橋雲課的Logo，也可以選擇你個人喜愛的一張來製作藝術二維碼！

讓我們將這張圖加入到我們的二維碼中，加入過程需要在引數裡指定藍橋雲課Logo圖片的地址（shiyanlouLogo.png），我們也要設定新圖片的儲存名，以免和上一張二維碼圖片衝突。

>>>myqr.run(
...    words='https://www.shiyanlou.com',
...    picture='Sources/shiyanlouLogo.png',
...    save_name='artistic.png',
...)

再次退出python3環境

>>>quit()

使用火狐瀏覽器開啟圖片

Code/ $ firefox artistic.png

就會得到一張黑白的藍橋雲課Logo二維碼。

（珍惜賬號我還是不放照片啦~大家可以把自己生成的二維碼發到評論區分享一下！）

黑白的，似乎不是那麼好看，彩色的如何呢？ 實現彩色也非常簡單，在引數裡將 colorized 引數值設為 True。

>>>myqr.run(
...    words='https://www.shiyanlou.com',
...    picture='Sources/shiyanlouLogo.png',
...    colorized=True,
...    save_name='artistic_Color.png',
...)

開啟圖片

Code/ $ firefox artistic_Color.png

這樣我們就會得到一張彩色的藍橋雲課Logo二維碼。

好看多了，但我們的實驗並沒有到此為止哦！

動態二維碼

其實生成動態二維碼，並沒有想象的那麼複雜。 在這裡，我們使用美麗的新垣結衣GIF！

在生成動態二維碼的過程中，值得注意的一點是，我們生成儲存的檔案也必須是.gif 格式喲。 讓我們趕快開始！

>>>myqr.run(
...    words='https://www.shiyanlou.com',
...    picture='Sources/gakki.gif',
...    colorized=True,
...    save_name='Animated.gif',
...)

這樣就可以得到新垣結衣動態二維碼啦！

三、MyQR原始碼解讀

MyQR原始碼來自於github上的sylnsfar/qrcode專案，大家可以通過克隆的方式下載原始碼來學習，可以使用如下命令列：

Code/ $ git clone https://github.com/sylnsfar/qrcode.git

如果下載速度較慢的話，也可以下載我們伺服器上面的原始碼，可以通過如下命令：

Code/ $ wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/1126/qrcode-master.zip
Code/ $ unzip qrcode-master.zip

下面我們將一起來讀下MyQR的原始碼內容，並且針對重點部分給大家詳細講解。

1.MyQR檔案結構

qrcode
│   LICENSE.md  
│   README.md    
│   requirements.txt    #環境依賴檔案
|   myqr.py
|
└───MyQR
│   │   __init__.py
│   │   myqr.py     #呼叫的檔案
│   │   terminal.py #設定引數
|   |
│   └───mylibs
│       │   __init__.pt
│       │   constant.py  #資料分析
|       |   data.py     #資料編碼
│       │   ECC.py      #糾錯編碼，Error Correction Codewords 
|       |   structure.py    #資料結構
|       |   matrix.py       #獲得QR矩陣
|       |   draw.py         #生成二維碼
|       |   theqrmodule.py  #結合函式
│   
└───example
    │   0.png
    │   1.png
    |   2.png
    |   ...

大家可以執行如下命令檢視整個檔案的目錄樹：

tree qrcode-master

2.生成二維碼的步驟

2.1 資料分析MyQR/mylibs/constant.py

確定編碼的字元型別，按相應的字符集轉換成符號字元。

2.2 資料編碼MyQR/mylibs/data.py

將資料字元轉換為位流，每8位一個碼字，整體構成一個數據的碼字序列。

2.3 糾錯編碼MyQR/mylibs/ECC.py

按需要將上面的碼字序列分塊，並根據糾錯等級和分塊的碼字，產生糾錯碼字，並把糾錯碼字加入到資料碼字序列後面，成為一個新的序列。

2.4 構造最終資料資訊MyQR/mylibs/structure.py + matrix.py

在規格確定的條件下，將上面產生的序列按次序放入分塊中，將資料轉成能夠畫出二維碼的矩陣。

建立二維碼的矩陣

#MyQR/mylibs/matrix.py
def get_qrmatrix(ver, ecl, bits):
    num = (ver - 1) * 4 + 21
    qrmatrix = [[None] * num for i in range(num)]
    # 新增查詢器模式和新增分隔符
    add_finder_and_separator(qrmatrix)

    # 新增校準模式
    add_alignment(ver, qrmatrix)

    # 新增時間模式
    add_timing(qrmatrix)
    
    # 添加塗黑模組和保留區域
    add_dark_and_reserving(ver, qrmatrix)
    
    maskmatrix = [i[:] for i in qrmatrix]
    
    # 放置資料位
    place_bits(bits, qrmatrix)
    
    # 蒙版操作
    mask_num, qrmatrix = mask(maskmatrix, qrmatrix)
    
    # 格式資訊
    add_format_and_version_string(ver, ecl, mask_num, qrmatrix)

    return qrmatrix

2.5 生成二維碼MyQR/mylibs/draw.py

使用 draw.py 畫出二維碼。

def draw_qrcode(abspath, qrmatrix):
    unit_len = 3
    x = y = 4*unit_len
    pic = Image.new('1', [(len(qrmatrix)+8)*unit_len]*2, 'white')   #新建一張白色的底圖
    
    '''
    迴圈矩陣中的單位，在需要塗黑的單位啟用dra_a_black_unit()函式塗黑。
    '''
    for line in qrmatrix:
        for module in line:
            if module:
                draw_a_black_unit(pic, x, y, unit_len)  #畫出黑單位
            x += unit_len
        x, y = 4*unit_len, y+unit_len

    saving = os.path.join(abspath, 'qrcode.png')
    pic.save(saving)    # 儲存二維碼圖片
    return saving

3.合併圖片的原理

讓我們來看一下 /MyQR/myqr.py 中的 combine() 方法,此方法呼叫了 Pillow 庫

讀取圖片操作

qr = Image.open(qr_name)    #讀取二維碼圖片
qr = qr.convert('RGBA') if colorized else qr    #判斷二維碼是否有色
    
bg0 = Image.open(bg_name).convert('RGBA')   #讀取要合併的圖片
bg0 = ImageEnhance.Contrast(bg0).enhance(contrast)  # 調節對比度
bg0 = ImageEnhance.Brightness(bg0).enhance(brightness)  # 調節亮度

將新加的圖片覆蓋原有的二維碼圖片，生成新的圖片並儲存。

for i in range(qr.size[0]-24):
    for j in range(qr.size[1]-24):
        if not ((i in (18,19,20)) or (j in (18,19,20)) or (i<24 and j<24) or (i<24 and j>qr.size[1]-49) or (i>qr.size[0]-49 and j<24) or ((i,j) in aligs) or (i%3==1 and j%3==1) or (bg0.getpixel((i,j))[3]==0)):
            qr.putpixel((i+12,j+12), bg.getpixel((i,j)))

原始碼簡單的解讀就是這些，如果想更深入地瞭解，請直接點選此處親自閱讀原始碼。

實驗總結

二維碼的內容，就到此結束了。二維碼在日常生活中的使用場景很多，大家可以結合實際生活來使用。

還想了解哪些有意思的程式設計實驗歡迎評論區告訴我哦！