我们几乎每晚都要扫码，登录网站、登记信息、消费支付、添加好友……只要打开扫一扫，能省去不少繁杂步骤。而当每次打开工具扫码时，这些工具一般还会给出 1:1 的扫码框，将框对准二维码，手机能够马上辨识码内的信息。
然而，不知你有没有发觉，即使这种工具会将「扫描区」框下来，有时候虽然不需要对准框才能完成扫描，只要二维码在单反取景范围内，系统能够马上将内容辨识下来。那这个框有何益处？其实这跟每款 app 对扫描功能的用途有很大关系。纵观我们目前日常最常用的 10 款 app，二维码扫描页的设计可以分为几类：固定区域扫描是我们目前接触最多的扫码模式，用户须要将手机对准二维码扫描能够让手机完成辨识，若是目标二维码不在框内，app 就难以辨识内容。
而在一些我们较为常用的 app，比如陌陌、支付宝，则是从过去的「固定框扫描」变成「全屏扫描」，即整个手机屏幕都是扫描框。手机无需正对着二维码也能完成辨识，识别速率也比有框扫描快好多，相机还没对上焦，系统能够马上辨识出信息。
▲二维码不在框内也能完成辨识（实际速率比 GIF 更快）当然在此其中也有非常个例。当我打开微博扫码时，页面是个有固定扫码区的设计，但 app 的扫描机制本质上虽然是全屏扫描。所以每每我打算扫描时，二维码还没进框，信息就早已被读取下来了。莫非是设计师偷懒了？也不一定。要掰开扫描页的细节，单从表面看似乎是不够的，还须要从多方面考虑，比如扫码用的硬件，还有软件层面上的解码能力。实际上要将扫码页弄成全屏并不难，但专门腾出一个方框作为扫描区也并非多此一举。
究其原因，在二维码刚步入我们的生活时，无论是 app 本身或是扫码设备，都没有做专门的优化，扫码成功率常常和二维码所处环境光线、距离和清晰度有关。于用户个人而言，扫码区所提供的是一个扫码辨识的提示，它的任务是告诉用户单反早已打算好扫描，只要对准即可读取信息。而对于设备本身，相机能够快速辨识二维码，这跟单反的测光性能、处理器的解码运算能力不无关系。二维码的历史最早可以溯源到上世纪八十年代，但直至过去十年才开始普及到我们的日常生活中。但初期智能手机的测光反应、速度都相对较慢，而且也容易受环境光和镜头清晰度的影响，因而在开发 app 扫描页时，开发者须要通过调整单反取景范围，让单反向特定区域测光，而不是广域测光。
▲旧手机的扫码速率要比新手机慢一些（留意测光拉风箱，使用小米 MX5 测试）简单来说，将扫码区域独立下来，实际上也是为了照料初期对焦速度相对较慢的设备。原理类似于单反的定点测光区域，相机只对方框内区域检测、对焦，从而降低目标二维码周边的其他诱因干扰，以此提高单反对焦速度和扫码成功率。换个角度看，扫码方框不仅是告诉用户扫描功能开启外，也是一种提升辨识准确率的技巧。只要方框内二维码关键元素符合要求，识别准确率约等于百分之百。为了让用户能在不同环境和条件下扫码，开发者在使用如 zxing 等扫码开发库时，会集成如调用闪光灯、远距离手动对焦等等等等，其目的都是为了让手机能认清方框内的二维码信息，方便用户在任何使用场合扫描。
不过，近几年智能手机的单反对焦速度提高很快，核心处理器对图象处理的能力也逐渐提高，因此现代手机扫码也不需要长时间的测光，即便须要，也只是在不到一秒内才能完成。与此同时，随着二维码的应用渐成主流，app 开发商也通过自创扫码引擎的方法，提高扫码的速率和成功率，而除了只借助硬件层面来完成辨识过程——微信便是其中一家。
微信似乎不是最早使用二维码的 app，但不得不承认它是应用二维码和扫码最频密的一款 app，这不仅让用户一旦提起「扫码」就想到陌陌以外，也间接促进了陌陌对扫码技术的开发。在 QBar 问世前，扫码引擎主要为 zxing 和 zbar 两种，而这两种引擎有不同的优势，但都有各自的缺点，同时这两种引擎对条码辨识的限制也相对比二维码更多。2016 年，由陌陌技术团队通过公众号「微信派」发布的一则推文中，他们曾介绍过 QBar 扫码引擎的工作原理。相比于传统的扫码形式，QBar 会在扫码页工作时通过预判算法筛出有条码 / 二维码内容，通过扫描页快速辨识出画面前的图形码信息，随后通过 QBar 引擎对图象解码，输出最终结果。换言之，当用户打开扫码页时，只要框内有条码或二维码图象，系统就早已开始预判用户的扫码目标，并开始进行分类和辨识。
▲只有一角都能辨识 GIF（使用陌陌扫一扫功能）而且因为二维码本身也有容错机制（原本是为了让二维码在受损下也能正常使用），相机虽然并不需要对照完整的二维码，只需在容错范围内找到二维码关键点能够辨识。再结合 QBar 引擎特点，扫码单反能通过预判和筛选出二维码及其关键信息，在一秒内完成辨识和解码工作。
▲微信扫码预判模块流程图，图片来自：微信派「微信派」所公布的辨识原理看似复杂，但在现代智能手机中，这些都只是几毫秒才能完成的任务。根据「微信派」的参考数据，iOS 客户端陌陌完成解码时间为 5 毫秒，Android 客户端则是 12 毫秒。至于为何 iOS 设备的扫码速率会比 Android 更快，这可能是跟当时 iOS 与 Android 设备之间的解码性能有关系。
▲iPhone 11 Pro Max 使用陌陌扫码速率（GIF 帧数缘由，有轻微加速）在日光环境下的测试中，使用 A13 处理器的 iPhone 确实做到还没对上焦就已经完成辨识，即便是 2016 年的 iPhone 7 也能做到的「一举即扫」的反应；而使用高通 865 的 Android 旗舰反应也十分迅速，但相比于 iOS 也有着微小的速率差别。如果说 iPhone 扫码是「还没认清就完成辨识」，那么 Android 则是「看清楚就马上完成辨识」。两者之差，仅在微秒。
▲一加 8 使用陌陌扫码速率（GIF 帧数缘由，有轻微加速）不过虽然 Android 的扫码速率稍逊 iOS，但相比于五年前两个阵营之间的速率差，Android 的提高早已十分显著，和 iOS 的辨识速率相差无几，若是不留意几乎看不出二者的区别。所以过去 5/12 毫秒的辨识时间也不是绝对值，它们会随手机硬件和软算法的迭代而变化。值得一提的是，在使用 Android 设备同时扫描多个二维码时，会将画面内的 多个二维码一齐辨识，随后提供入口让用户自行选择对象；而 iOS 虽然辨识速率更快，但在面对多个二维码时，则是由系统随缘多选一了。
▲没有固定扫描框的陌陌扫一扫可同时辨识多个二维码（注：目前该功能仅在部份 Android 客户端中灰度测试）除陌陌以外，支付宝也采用了和陌陌类似的全屏幕扫描，其辨识速率似乎比陌陌稍慢，但也能做到猛地即辨识的水准。根据 CSDN 网友分享的技术文档，支付宝的扫码功能由 libqrencode 库集成，虽然不是陌陌的 Qbar，但是其深度优化下的辨识速率也能做到以微秒估算。有了更完善的算法引擎和硬件解码能力，手机对二维码的辨识也显得「敏感」了上去，它们在无需高清图象的条件下，也都能快速辨识出码里的内容。如此一来，过去用于固定焦点的方框，自然会被全屏扫描所替代。
▲支付宝的辨识速率也很快（iPhone 11 Pro Max 测试）扫码方式上的变化，在陌陌、支付宝、微博那些用户扫码行为较多的 app 中体验升级尤其显著。用户在陌陌、支付宝可以快速完成扫码交易；微博则能让用户快速完成扫码二步验证。扫码速率、准确率的变化有赖于几家背部企业对扫码引擎和算法的改良，但从侧面看，这显然也得益于手机硬实力不断升级，只有帧率更高的单反、运算性能更强的处理器，才能承载更复杂的解码引擎和算法，实现毫秒级的扫码辨识能力。
▲iPhone 7 与旧版陌陌扫描框从扫码页面的进化，可见手机扫码效率正在不断提高，常用 app 在扫码时都无需对准码，即能完成扫描。那我们回头来看，最为原始的扫码方框还有存在的意义吗？其实还是有的。首先一方面是当前旧设备的留存率较高，智能手机的使用寿命普遍都在 2-3 年，甚至历时 4-5 年，旧手机的测光和辨识能力都不如现今的新手机。扫描方框的作用，正如在前文所述，便于旧手机快速找到焦点，提升二维码的扫描速率和准确率，而且它也能直观引导用户将手机对准扫码，这似乎也间接提高了旧手机在每次扫码时的辨识效率。
▲京东、淘宝扫码虽是全屏但仍须要对准框内扫描据悉，尽管陌陌有自己的扫码引擎，但并非所有 app 开发商都具备开发引擎或专门优化引擎的能力。对于扫码需求不大的 app 来说，扫描功能主要也是扫描二维码，扫描成功率比速率更重要，因此在没有对辨识引擎进行特定优化的前提下，使用原始的框内扫描，可以保障新旧设备扫码都有较高的辨识成功率。
二维码的普及极大简化了我们在查询、支付、登记时的操作，而用于扫描它的手机，也在随着软件和硬件的解码能力升级，变得高效且多元化。如今的扫码页所能扫描的早已不止二维码，它能够结合神经网路进行识物。根据陌陌最新功能文档介绍，基于中国科学院昆明植物研究所提供的 85 万份动物图象数据，目前扫一扫功能能对 3.6 万多种动物进行辨识，基本囊括了我们日常所见的花草行道树数据。可见，扫码页正随着更多元的算法，承载着更多功能。
正因这么，过去用于引导用户、提高设备对焦速度的扫码框也随算法升级、硬件迭代、扫码页支持更多扫描目标而逐渐退出舞台。然而它并没有真正离开我们，只是从过去的 1:1 演弄成和手机屏幕比列一致而已。
注：微信视频号仍在公测，部分用户暂未开放
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