|
|
|
назад
Косые штришки
Над исследовательским центром PARC компании Xerox, похоже, висит злой рок. Рождающиеся здесь изобретения нередко становятся общепринятыми стандартами, двигают вперед науку и кое в чем даже меняют наш мир, но сама Xerox зачастую не может получить от них ожидаемой прибыли. Так было с Ethernet’ом, архитектурой клиент-сервер, лазерными светодиодами для принтеров, оконным графическим интерфейсом и манипулятором мышь. Не слишком удачно складывается судьба и у еще одной разработки.
Читатели "КТ" наверняка сталкивались с ситуацией, когда цифровые приборы взаимодействуют со своими собратьями без всякого участия пользователя. Автоматический роуминг в мобильниках, самостоятельное взаимообнаружение устройств с радиоинтерфейсами, в конце концов банальный Plug&Play - все это примеры автономного взаимодействия. Меж тем такая автоматизация имеет свои пределы.
Умный принтер узнает "в лицо" картридж с чернилами по специальному чипу, содержащемуся в последнем. Очень умный принтер может даже оценить белизну, глянец и рыхлость бумаги с помощью оптического датчика. Но, как вы понимаете, данные о бумаге будут уже приблизительными, а не точными. Цифровые приборы способны хорошо "видеть" лишь друг друга, а "нецифровые предметы" для них как будто покрыты туманом. В таких случаях частенько прибегают к помощи особых ярлычков, узнаваемых техникой безошибочно. Способы навешивания ярлычков называются Embedded Data Technologies.
Самым ярким представителем такой технологии являются радиометки (RFID), быстро завоевывающие популярность, однако и старомодный штрих-код отнюдь не исчерпал своего потенциала. Например, компании Anoto и Digimarc считают, что ярлыки должны быть незаметны, и первая предлагает маркировать товары невидимыми чернилами, а вторая - едва различимой рябью. Сотрудникам PARC, однако, приходится учитывать специфику материнской компании и делать нечто, с чем могли бы работать копиры, принтеры, факсы и прочая техника Xerox. Такие ограничения сразу приземляют любую Embedded Data Technologies на лист бумаги, посыпанный тонером. Придумать же что-то новое для бумаги крайне трудно, и еще труднее вытеснить с нее старомодный штрих-код. Между тем у этого старика есть серьезные недостатки - в частности, низкая информационная емкость в пересчете на единицу площади и никудышная устойчивость к повреждениям[Линейный штрих-код обычно содержит контрольные цифры, позволяющие только обнаруживать ошибку, но не исправлять ее].
Попытки заменить линейный штрих-код делались многократно, и сегодня Wikipedia перечисляет больше тридцати таких разработок. В PARC наверняка изучали их и обсуждали, как можно втиснуть на квадратный дюйм побольше байтов. Очевидный ответ - взять не "зебру" из длинных линий, а некую таблицу или решетку (такие разработки тоже известны, обычно они представляют собой матрицу из черных и белых точек). И вот в какой-то умной голове родилась мысль: а почему нули-единицы обязательно передавать на бумаге белыми и черными участками? Почему бы не рисовать один-единственный символ, а два бита - 1 или 0 - кодировать вариантами его ориентации? Какой выбрать символ? Самый простой - короткую прямую. Эта изящная идея позже была названа DataGlyphs - датаглифы.
Цепочка косых штрихов, наклоненных влево или право, соответствует цепочке из нулей и единиц.
Штрихи взаимно перпендикулярны, и потому распознающее устройство вычисляет их ориентацию, как бы криво ни лежала бумага. Кстати, кодирование данных с помощью ориентации символа вообще устойчивее к помехам, чем привычный способ "есть символ/нет символа".
Здесь уместен вопрос: насколько больше площади требует косой штрих в сравнении с черно-белой точкой других стандартов? Все зависит, конечно, от длины линий. Разработчики советуют делать их не короче пяти пикселов, а лучше - семи. Может показаться, что тогда один штрих займет квадрат, куда влезло бы 25 или 49 точек, но не все так просто. Точечный штрих-код не стоит печатать на пределе разрешения - одно его поле (черное или белое) должно быть размером в несколько пикселов. Сколько именно - зависит от зоркости сканера[Двухмерные штрих-коды, включая датаглифы, не распознаются обычным лазерным сканером из супермаркета, им нужна упрощенная фотокамера или 2D-сканер]. Если сравнивать датаглифы и, например, самый популярный точечный штрих-стандарт PDF-417, то оказывается, что при одинаковой распознаваемости черно-белые точки на той же площади вмещают по крайней мере в полтора раза меньше данных.
Подобно другим двухмерным штрих-кодам в датаглифы можно добавлять избыточную информацию. При декодировании эти добавки позволяют восстановить оригинал, если часть штрихов повреждена. Кроме того, биты располагаются не подряд, по вертикали или горизонтали, а перемешаны и уложены по размашистой зигзагообразной траектории. Таким образом, избыточность и глубокое перемешивание обеспечивают прочтение всех данных с листа, даже если от него оторвали угол и заляпали кляксами (до известной степени, конечно). Для надежного чтения весь блок датаглифов пронизывают синхронизирующие штрихи, позволяющие работать с криво отснятыми и даже изогнутыми поверхностями.
Интересно, что когда люди видят датаглифы, они не воспринимают их как специальные знаки. Из-за малых размеров и регулярного расположения бумага кажется просто заштрихованной, и датаглифная полоса, размещенная выше или ниже текста, выглядит декоративным элементом. Более того, установив высокую избыточность, буквы можно печатать вообще поверх датаглифов. Конечно, правильнее печатать текст и датаглифы вместе, размещая штрихи между буквами и строками. Тогда высокая избыточность не понадобится. Еще лучше делать документ не черно-белым, а цветным. Человек по-разному различает цвета, и тонкие желтые линии на белом фоне мы почти не замечаем. В то же время фотокамеры и сканеры хорошо видят желтый на белом. Можно печатать черные буквы поверх желтой датаглифной штриховки и получать почти обычный документ, но содержащий десятки килобайт данных и лишь слегка желтоватый, как на старой бумаге.
<< Архив новостей
|
