三维条码的探讨与研究
所谓条形码就是按照一定编码规则排列的、用以表达一系列信息的图形标识符。通常一维条形码只在水平方向上表达信息，只能标识，不能描述；而二维条形码是在水平方向信息表达的基础上，增添了垂直方向的信息表达，所包含的信息量大大增加。因此，我们也可以对三维条码进行推导，依据笛卡尔三维空间坐标理论，可以得出下列两种情况的三维条码：一是加入色彩或灰度作为第三维，得到平面三维条形码；二是增加竖直轴（Z轴），得到立体三维条形码。
平面三维条码
平面三维条形码按色彩划分，主要有三维灰度条形码和三维彩色条形码（如图1所示）。目前，技术人员已研制出了平面三维条形码。例如，韩国延世大学计算机学院推出了彩色条码——ColorCode，并提供其在相关多媒体领域内的应用；美国微软公司推出了高容量的彩色条形码——HCCB三维矩阵式条形码；我国也已经在三维彩色条码码领域取得了突破。例如，由深圳市合必晖科技公司和深圳大学光电子学研究所共同研究开发的任意进制三维条码就是一种高质量的彩色条形码。该技术利用增加色彩或灰度（也称黑密度）这一维，来达到条形码的三维性。此款三维条形码具有以下优点：在平面上实现了条形码的三维性；提高了条码的防伪性；储存信息量大；具有自主知识产权，价格较低，可以进行大规模推广。该三维条形码采用的编码方法在利用电子系统进行辨别时，与二维码具有同样的方便性。
平面三维条形码加入色彩或灰度来提高存储信息量，增加单位面积信息储存的密度。具体而言，平面三维条形码是靠对色彩或灰度进行适当的划分，使识读器按照程序进行准确识别。在颜色划分上有两种方式：一种方式是依据灰度的变化，将其划分成不同的等级。例如一般的，灰度等级为256，可以定义8位为一级，这样就可以分成32级，依据计算机把32级进行不同编码，然后再识别这些级数，每一个级数对应一个编码号。当然这种条码要求印刷设备具有的印刷精度，而且要求油墨在印刷完成后不会出现退色的现象，否则会影响识读的准确性。另一种方式是依据色彩的不同，用计算机对色彩进行编程。随着印刷技术的提高，无论是硬件系统，还是软件系统都已经达到三维彩色条码的印刷要求，能生产出满足客户要求的条码。 苏州条码公司专业供应条码标签,RFID标签,条码打印机,条码扫描器,数据采集器,扫描模组,防盗系列，条码碳带等周边耗材。
立体三维条形码
截止目前，立体三维条码还未有成品出现，其研发还有待于进一步深入，但其研究价值不可估量。随着技术的发展，立体三维条形码不仅可以在凹凸不平的表面进行印刷，而且可以实现微纳米级别的印刷。例如，在钻石表面印刷立体三维条形码，不仅可以实现防伪，而且可以存储更多的信息。下面笔者重点从理论上进行探讨。
立体三维条形码主要有两种实现形式：第一种情况是利用墨层的厚度来表示信息，可以用印刷方式来印制不同墨层厚度的立体三维条形码，或利用高能激光的方式雕刻出不同深度的墨层。从理论上来讲，上述情况是完全有可能实现的。第二种情况是彻底转变传统的思路，改变载体，经过特殊的处理使其形成凹凸不平的表面。
第一种情况主要有以下两种实现方式：一是可以用高精度的印刷机印制，利用计算机程序进行准确定位，控制印刷油墨的多少或喷墨量的多少，来达到不同的墨层厚度要求；再利用墨层厚度不同对应密度不同的原理来识别存储。二是首先印制一定厚度的墨层，然后利用高能激光在墨层表面进行处理。选择激光时应主要考虑的一个重要指标是功率P。激光的功率越高越好，因为制作一枚立体三维条形码所需的能量是一定的，E=P·t。若激光的功率过低，则制作一个立体三维条形码需要很长时间，这样对大规模生产立体三维条形码没有任何意义。这种方式与激光雕刻树脂版的工艺原理相同：输入原稿信息→计算机处理、编排→激光雕刻墨层。制作立体三维条形码时，激光将不需要的墨层去除。对于改变墨层厚度的立体三维条形码来说，首先印制大批量相同厚度的墨层还很难控制；其次墨层表面的平整度不高。
即使上述两种方式可以实现立体三维条码，但仍存在以下不足。
（1）不能保证印刷质量。
（2）耐磨性不佳。随着时间的增加，立体三维条码的墨层很可能因外界环境的变化或与硬物接触而受损，造成识读器无法准确识别等问题，给厂商造成不必要的损失。
（3）印刷面积的限制。由于技术的限制，人们印制立体三维条码时将自然地增大印刷面积。体积较大的商品包装对三维条码所占面积大小没有太多的限制；但对于体积较小的商品包装来说，厂商在选择立体三维条码时，除了考虑价格因素之外，还会注重考虑立体三维条码所占面积的大小。如果立体三维条码所占面积过大，则会影响包装的整体美观性，使消费者对商品失去兴趣，从而造成商品销售量的下降。
我们不能只简单地局限于油墨印制在传统承印材料上的这种立体三维条码实现方式。笔者以为完全可以抛弃传统的思路，改变载体，利用某些固体的凹凸深浅和大小表示第三维。例如，在一定厚度的铝板上，利用激光、腐蚀或其他方式使金属铝形成凹凸的表面。这种立体三维条码不仅受外界环境影响较小，而且还可以做到很高精度，使信息可以准确地传达给识读者。另外，这样的立体三维条码的大小可以任意设计，满足体积较小商品以及个性化物品的需要。因此，不少研发机构已经将这种立体三维条码作为今后研究的方向。
三维条形码适合储存大容量的信息，特别是在与多媒体应用结合的领域上。随着物联网新时代的即将到来，将有越来越多的人研究三维条码。相信在不久的将来，我们可以真正应用到三维条码，从而让我们的生活更加多姿多彩。
