26.09.2013
Марша А. Хармон (Marsha A. Harmon) - по материалам Barcode.com

Штрих-код на упаковке - уже давно часть дизайна, а его печать не несет дополнительных затрат

Черное и белое

Приходилось ли вам при виде черно-белых символов на упаковке продуктовых товаров, на обложке книги, которую вы только что купили, или даже на чеке из универсального магазина задавать себе вопрос, каким образом может быть закодирована информация с помощью этих штрихов и пробелов? Понимание того, как строится штрихкодовый символ, может помочь вам научиться считывать символы без помощи сканера.

Мы сейчас говорим о линейных шрихкодах, а не о двумерных (2D) символах. Несмотря на то, что символ PDF417, представленный внизу слева, состоит из рядов линейных символов, размещенных один над другим, и может теоретически называться штрихкодом, невозможно понять, что в нем зашифровано, без помощи сканера. Информация с QR-кода, расположенного справа, может быть легко расшифрована с помощью приложения для обычного мобильного телефона, тем не менее, ее невозможно распознавать с помощью зрительного восприятия.

Двумерные символы – составные символы, например, PDF417 или матричные типа QR-кода, кодируют информацию в двух измерениях – горизонтальном и вертикальном, что позволяет размещать большой объем информации на небольшом пространстве. Оба кода, представленных выше, содержать 60 информационных знаков с данными об авторе данной статьи.

Код 39

С другой стороны, в линейном штрихкоде информация кодируется лишь в горизонтальной плоскости на том же пространстве может быть записано меньшее число знаков. Представленный ниже Code 39 содержит шесть информационных знаков, первый из которых – имя автора статьи, при этом он того же размера, что и PDF417, в котором закодировано 60 знаков.

Code 39 является обычным штрихкодом, используемым на различных этикетках, например, на именных бейджах, или же для инвентаризации и в промышленном производстве. Он прост в использовании и в символе могут быть закодировано неограниченное число знаков, однако существуют разумные пределы в отношении полезной длины и качества считывания.

Code 39 получил это название, так как исходный набор символов состоял из 39 буквенно-цифровых знаков. С тех пор были добавлены знаки препинания, что увеличило число знаков до 43. Его также иногда называют Code 3 of 9, так как каждый знак, кодируемый в символе, состоит из 9 элементов – пяти штрихов и четырех промежутков, и три из девяти элементов отличаются большей шириной.

Приведенный ниже пример иллюстрирует использование знака звездочки (*) для обозначения начала и конца знака в символе Code 39. Знаки, обозначающие начало и конец, сообщают сканеру, где начинается и где заканчивается штрихкод. Звездочки иногда печатаются в обычной понятной для людей форме, но не всегда. Обычно знак, находящийся с левой стороны, считается «началом», а тот, который расположен справа – «концом». В символике Code 39 знаки начала и конца штрихкода одинаковы, но это не распространяется на все штрихкодовые символики.

Если сосчитать штрихи и промежутки, в целом, получится девять элементов. Два штриха и один пробел широкие, а остальные три штриха и три пробела – узкие. Такая схема используется в начале и конце каждого символа Code 39.

*

Другой целью знаков, кодирующих начало и конец символа в символике Code 39 является сообщение сканеру о том, в каком направлении следует осуществлять считывание – слева направо или справа налево. Если изображение начинается с узкого штриха, а за ним следуют широкий пробел и узкий штрих, и т.д., то сканировать надо слева направо. Если же изображение начинается с узкого штриха и за ним следуют узкий пробел и широкий пробел и т.д., сканировать следует справа налево.

Важным правилом для всех машиночитаемых символов является “свободная зона» (Quiet Zone) - пустое пространство, которое сообщает ридеру или сканеру, где начинаются и заканчиваются данные, что предотвращает считывание сканером информации, не являющейся частью штрихкода. Свободная зона используется, чтобы полностью обособить двумерный символ и обозначить начало и конец линейного штрихкода. В символике Code 39 свободная зона располагается перед кодом начала символа и после кода конца символа, и должна быть в десять раз шире самого узкого элемента. Узкий элемент также называют "X" dimension ("X"-областью). Понимание данной концепции приобретает большую важность при обсуждении других символик.

Знак "M", приведенный ниже, подчиняется тем же правилам кодирования что и знак звездочка, однако здесь используется иная схема: широкий штрих, узкий промежуток, широкий штрих, узкий промежуток, узкий штрих, широкий промежуток, узкий штрих.

M

Далее представлена остальные знаки, зашифрованные в символе, продемонстрированном выше.

A

R

S

H

Так как Code 39 относится к дискретным типам штрихкода, при внимательном рассмотрении можно определить звездочки, закодированные в начале и конце символа, а также отдельные буквы в этом символе, представленном в Code 39. В дискретной символике каждый знак обособлен, как знаки на клавиатуре пишущей машинки. Как видно из приведенных выше примеров, начало и конец каждого знака закодированы с помощью штриха. Подобный дизайн требует небольшого промежутка между знаками, не несущего никаких других функций, кроме разделения отдельных знаков.

U.P.C.

Штрихкодом, с которым мы часто сталкиваемся в повседневной жизни, являются символы на упаковках продуктов питания, а именно, универсальный код товара (Universal Product Code), обычно именуемый U.P.C. В качестве общей информации сообщаю, что официальное сокращение для обозначения данной символики должно содержать промежутки после каждой буквы, чтобы его не путали с Uniform Plumbing Code, являющимся торговой маркой, в которой точки отсутствуют.

Дизайн U.P.C. значительно отличается от дизайна Code 39, в основном благодаря тому, что для кодирования символа U.P.C. используются только числовые знаки и между ними нет промежутков.

Как и в символике Code 39, символ U.P.C. начинается со свободной зоны и заканчивается ею. В U.P.C. первые и последние читаемые числа иногда помещаются вне символа для защиты свободной зоны.

Уникальной чертой U.P.C. являются три набора "ограждающих штрихов" в начале, середине и конце символа. Эти штрихи отделяют кодируемые числа с правой и левой стороны символа и устанавливают время для сканера, считывающего символ.

Шесть цифр, закодированных в левой стороне символа, указывают производителя изделия - в представленном выше примере - 098756. Первые пять цифр с правой стороны - в приведенном примере 50001 - являются кодом изделия.

Каждое продаваемая единица продукции должна иметь свой код, а так как их цена различается, каждая упаковка для этих товаров должна наделяться отдельным кодом. Например, номер банки Сocа Cola весом 12 унций должен отличаться от номера бутылки этого напитка весом 16 унций, а упаковка из 6 банок весом 12 унций должна быть наделена иным номером, чем упаковка из 24 банок и т.д. Некоторые покупатели могут быть удивлены тем, что цена единицы продукции не закодирована в коде данной позиции. Вместо этого, контрольно-кассовый аппарат извлекает данные о цене из базы данных магазина при сканировании продукции на кассовом терминале. Это означает, что различия между продажной розничной ценой и ценой на контрольно-кассовом пункте могут объясняться проблемами с базой данных, а вовсе не неправильным считыванием символа.

Существует исключение в отношении практики, исключающей кодирование цены в символе, а именно, символ Bookland EAN (версия U.P.C) на обложках книг. Добавочный код из пяти цифр, расположенный справа от символа, означает вид валюты (например, "5" означает доллары США), за которым следует цена, состоящая из 4 цифр без десятичной точки.

Последней цифрой с правой стороны каждого символа U.P.C. является контрольный символ – число, создаваемое путем сложных математических вычислений и позволяющее сканеру определять, правильно ли был считан номер. Большая часть штрихкодовых символик подразумевают использование контрольного символа и некоторые методы его использования более сложны по сравнению с другими.

Программное обеспечение принтера производит первичный расчет контрольного символа на основе информации, содержащейся в нем, а сканер на контрольно-кассовом пункте производит расчет каждый раз при сканировании единицы продукции. Если контрольный символ, рассчитанный на контрольно-кассовом пункте, отличается от контрольной цифры на символе, сканер распознает нарушение и в этом случае следует осуществить повторное сканирование единицы продукции.

Декодирование символа U.P.C.

"X" -область ("X" dimension) в штрихкодовом символе отражает ширину самого маленького штриха. Как видно из приведенного выше примера, штрихи и пробелы между ними, составляющие символ U.P.C., отличаются различной шириной: они могут быть в 1, 2, 3 или 4 раза шире самого узкого штриха.

Каждое число, закодированное в символе U.P.C., имеет четыре элемента – 2 черных и два белых. Числа с левой стороны всегда начинаются с пробела и штрихи и пробелы чередуются в следующем порядке: белый-черный-белый-черный. Числа с правой стороны всегда начинаются со штриха, а штрихи и промежутки чередуются в обратном порядке – черный-белый-черный-белый. Каждое число имеет в целом 7 ячеек.

Используя приведенную ниже таблицу с определенной долей терпения можно найти закодированные числа в вышеприведенном примере символа U.P.C.

Code 128

Из множества оставшихся штрихкодовых символик последним мы рассмотрим Code 128, получивший это название благодаря тому, что может кодировать весь набор знаков Американского стандартного кода обмена информацией (ASCII). Приведенная ниже таблица кодов ASCII включает 128 знаков, некоторые из которых являются не печатаются. Знак пробела считается непечатаемым графическим символом.

Как и Code 39, данная символика является буквенно-цифровой. Подобно U.P.C. в ней используются штрихи и промежутки между ними для кодирования знаков данных.

Символ Code 128 состоит из шести элементов:

• Свободная зона
• Знак начала
• Закодированная информация
• Контрольный знак
• Знак конца
• Свободная зона

Однако, это довольно сложная символика. В Code 128 каждый кодируемый знак состоит из трех штрихов и трех промежутков и, как и в U.P.C., штрих или промежуток могут иметь толщину в 1, 2, 3 или 4 единиц. В U.P.C., общая ширина штрихов и промежутков должна составлять 7 единиц. А в Code 128 сумма ширины промежутков должна составлять нечетное число, а сумма ширины штрихов – четное, при этом общая сумма должна составлять 11 единиц на один знак. Вот так задача!

И это далеко не все! Code 128 предлагает выбор между тремя кодовыми наборами для кодирования различных комбинаций прописных и строчных буквенных, цифровых и специальных знаков. Один из этих наборов позволяет кодировать два знака на пространстве одного, что позволяет крайне эффективно использовать пространство. Кроме того, знаки из различных наборов могут сочетаться в одном символе, что позволяет применять этот код в самых разнообразных целях.

"Зачитанные до дыр"?

В течение многих лет эксперты в данной отрасли предсказывали отказ от использования штрихкодов в пользу новых многообещающих технологий, например, технологии радиочастотной идентификации (RFID). Тем не менее, в настоящее время печать штрихкодов на упаковке продукции практически не влечет за собой никаких расходов, так как символ уже является частью дизайна. Более того, системы кассовых терминалов во всем мире уже в течение многих десятилетий успешно используют эту технологию, и она прекрасно работает! Похоже, и производители, и представители розничной торговли придерживаются подхода “от добра добра не ищут”. Поэтому, до тех пор, пока RFID-метки не станут почти бесплатными для производителей, подобно штрихкодам, и эти метки можно будет считывать, не вкладывая в технологию, более дорогостоящую по сравнению с используемой в настоящее время, невозможно серьезно рассматривать альтернативы штрихкодам. Таким образом, если трезво оценивать ситуацию, можно сказать, что, скорее всего, всегда будут области применения, где штрихкоды будут иметь преимущества по сравнению с другими технологиями.

Вспомним загадку, известную на протяжении десятилетий, которая весьма актуальна и сегодня “Что это – черное и белое и зачитанное до дыр?”.

Ответ прост – штриходы.

Об авторе

Марша А. Хармон (Marsha A. Harmon) – вице-президент и исполнительный директор компании Q.E.D. Systems, организации, занимающейся разработкой стандартов, а также оказывающей услуги по обучению, консалтингу и проектированию систем; основная специализация – электронная коммерция/бизнес-технологии, двумерные символы, радиосвязь, радиочастотная идентификация (RFID) и системы определения местонахождения в режима реального времени (RTLS).

Статья переведена и подготовлена к публикации ID Expert (www.idexpert.ru)

Рейтинг статьи