Il futuro del barcode è qui

Spesso troviamo, associati a pubblicità o sulla confezione di determinati prodotti, dei quadrati pieni di puntini neri. Il loro nome è Codici QR, e sono un’alternativa al classico codice a barre. Cerchiamo di conoscerli per capirne le potenzialità.

Le limitazioni del codice a barre
Il barcode è un codice identificativo usato dalla catena di produzione, distribuzione e vendita. Nel tempo sono emersi due requisiti che ne hanno evidenziato l’inadeguatezza. Innanzitutto la necessità di memorizzare informazioni aggiuntive che permettano di caratterizzare ciascun oggetto (e non solo la classe di prodotto): nel tempo, nello spazio e nelle caratteristiche specifiche, minimizzando anche i tempi di accesso a tale informazione. Immaginiamo per esempio la necessità di identificare in modo puntuale i pezzi di una partita fallata, o di essere in luoghi senza connessione all’archivio centralizzato dei barcode. In seconda istanza per veicolare informazioni a beneficio dell’utenza finale. Questo per permettere un efficace accesso a siti di e-procurement o anche solo per offrire all’utente diversi livelli di approfondimento delle caratteristiche del prodotto, senza peraltro incidere sui costi pubblicitari (spazio = costo).
Aumentare la capacità del barcode non aiuta: a fronte di un modesto incremento si ha una espansione eccessiva della dimensione fisica del codice. Considerando che è di tipo unidimensionale, ovvero il dato è contenuto in uno solo dei due assi, si sono studiate soluzioni che usassero meglio lo spazio (vedi Figura 1). Sono così nati i primi codici bidimensionali.

Figura 1: Uso dello spazio dei codici unidimensionali e bidimensionali

Sono emerse anche due famiglie di standard: barre sovrapposte (stacked-bar) e matrici (matrix) ( vedi Figura 2). Nella prima ricadono casi come i barcode sovrapposti, mentre nella seconda abbiamo per esempio il QR Code.

Figura 2: Le famiglie di codici bidimensionali

La superiorità dei codici bidimensionali era palese, ma vi erano ancora perplessità che ne precludevano la diffusione. In particolare, non tutti permettevano un incremento importante di capacità, come richiesto dalla nascente multimedialità. Inoltre, sistemi di ridondanza rigidi precludevano un uso efficace della capacità di memorizzazione associata a un adeguata affidabilità di lettura (specialmente in ambienti “sporchi”). Se a questo si collega la necessità di supportare alfabeti multi-carattere (tipo cinese, giapponese o arabo), il problema della scalabilità di questi codici diveniva ancora più evidente. Per non considerare la facilità di produzione e lettura, non ovvia data la variabilità di risoluzione dei dispositivi dell’intera filiera (stampanti, lettori, smartphone).

La nascita del QR Code
L’acronimo QR sta per Quick Response, risposta veloce: permettere una decodifica veloce, oltre a offrire una grande capacità di memorizzazione. Il codice nasce nel 1994 da una sussidiaria della Toyota, la Denso-Wave. L’interesse fu immediato e il processo di standardizzazione fu veloce: nel 1997, da parte dell’AIM (Association for Automatic Identification and Mobility), fino al 2006 con la sua ultima evoluzione ratificata dallo standard ISO/IEC 18004:2006.
I diritti sui QR Code sono proprietà della Denso-Wave, ma essa non intende applicare royalty all’uso del codice. Tuttavia se si vuole ottenere la specifica tecnica, è necessario pagare l’ISO per scaricare lo standard.
Uno dei punti forti del QR Code è il poter scegliere il compromesso tra affidabilità di lettura e capacità di memorizzazione. In ambienti puliti e a basso rischio di danneggiamento si può propendere per bassa ridondanza e massima capacità, a tutto vantaggio di dimensioni risultanti minime del codice, mentre in ambienti soggetti a sporco e attriti, si può applicare il concetto opposto. Lo standard stabilisce quattro livelli predefiniti di affidabilità, illustrati nella Tabella 1.

QR Code: Capacità di correzione d’errore

Tabella 1: Capacità di correzione d’errore
 

I QR Code che vediamo sulle riviste sono solitamente basati sul livello M. Per capire l’impatto sulla capacità di memorizzazione, si consideri che un livello H richiede di aggiungere il doppio dei caratteri che si intende poter correggere. Se per esempio il nostro testo è 1.000 caratteri e vogliamo poterne correggere 300, il nostro QR Code dovrà essere in grado di ospitare 1.600 caratteri.
Si consideri infine che grazie ai pattern di localizzazione, il QR Code può essere letto da ogni direzione senza che etichetta o lettore siano ruotati fisicamente. Per confronto il codice a barre può essere letto solo in due direzioni, entrambe parallele allo stesso, e non perpendicolarmente.

Dimensione fisica dell’etichetta QR
Le dimensioni finali della nostra etichetta QR dipendono da molti fattori, che richiedono un’attenta pianificazione. C’è da scegliere il livello di ridondanza: un eccesso di protezione causa uno spreco significativo di spazio, mentre il contrario vanifica molta dell’automazione di lettura. Poi bisogna definire la quantità di informazione massima da memorizzare. Nel fare questo dobbiamo stabilire il tipo di alfabeto da supportare. Infine bisogna fissare il tipo di dato: numerico, alfanumerico, binario, eccetera.
Tutto questo permette di stabilire la versione del simbolo QR, cioè quanti moduli per lato dovremo avere. L’altra variabile è la dimensione del singolo modulo. Questa dipende dalla risoluzione dei dispositivi di creazione (stampanti) e di lettura (scanner, smartphone, ecc.). Sarà proprio questa decisione a determinare le dimensioni fisiche del nostro codice. Come esempio, una configurazione 4×4 pixel per modulo genera un modulo che varia tra 0.17mm e 0,5mm in funzione della stampante, mentre la corrispondente versione a 6×6 richiede tra 0,25mm a 0,75mm.
A questa dimensione va infine aggiunto il margine, che non è opzionale: deve essere di almeno 4 moduli per lato (4 sopra, 4 sotto, 4 a sinistra e 4 a destra). Il margine deve essere lasciato bianco.
Trovate le dimensioni finali, può essere necessario suddividerlo in sotto-moduli, qualora le limitazioni del supporto finale lo richiedano.
Veicolare informazioni agli utenti
I QR Code sono anche pensati per veicolare informazioni agli utenti finali. Ma quanto è facile accedervi?
La pervasività di telefonini e smartphone con fotocamera rende la cosa semplice per quelli con sistemi operativi recenti.
Android supporta i QR Code nativamente grazie al software Zxing, ma bisogna verificarne la presenza sul nostro dispositivo: la lacuna è facilmente colmabile cercando soluzioni sull’Android Market. Inoltre il browser Web in dotazione supporta l’URI redirection, necessaria al QR Code per spedire metadati alle applicazioni del telefonino. Anche i dispositivi Nokia con sistema operativo Symbian sono dotati di uno scanner di codici a barre che è capace di interpretare i QR Code. Quelli col sistema operativo Maemo possono avvalersi del reader mbarcode.
I dispositivi Blackberry che usano Blackberry Messenger possono leggere i QR Code usando l’opzione Scan A Group Barcode nel relativo menu.
L’Apple iOS non include un lettore QR, ma ci sono applicazioni gratuite sul market iTunes che ne permettono lettura e URI redirection.

La migrazione da un sistema di codici a barre a una codifica bidimensionale è una evoluzione necessaria. Necessaria per supportare la veicolazione efficace di informazione agli utenti finali, ma anche per una migliore efficienza di catalogazione e tracking nella filiera di produzione e distribuzione. Questo grazie alla accresciuta capacità di memorizzazione che permette l’inserimento di metadati direttamente nell’etichetta. I QR Code si candidano come la soluzione ad oggi più solida ed efficace. Ma se il cambiamento è a basso impatto per l’utenza finale, che può già avvalersi di soluzioni economiche e pronte all’uso, la stessa cosa non è vera per chi produce i codici. La complessità decisionale nella scelta di un QR Code (in realtà: di un set di essi da supportare in funzione della tipologia di prodotto), e i cambiamenti nella catena hardware, software e di competenze richiesti dalla creazione e gestione dei codici, non sono trascurabili. Tuttavia i benefici (in termini di scalabilità, flessibilità, automazione ed efficacia complessiva) raccomandano di iniziare già oggi a pianificare il processo di migrazione.