Graficzny interfejs użytkownika

Początki prac nad interakcją człowieka z komputerem pogrążone są w mroku tajnych projektów wojskowych. Niewiele wiadomo o komputerowych symulatorach lotu z lat powojennych oraz o systemie SAGE - sieci otrzegania przed atakiem rakietowym z lat 60. i 70.

 Wojsko

Co charakterystyczne, wielu późniejszych konstruktorów komputerów miało swoją pierwszą styczność z zaawansowaną techniką obsługując i konstruując systemy radarowe dla wojska. Nie dziwi więc, że pierwsze superkomputery miały monitory przejęte wprost z radarowych (jeśli w ogóle zaopatrzone były w monitory).

Pulpit sterowniczy superkomputera CDC 6600 z 1963 r., źródło:

http://userwww.sfsu.edu/~hl/mmm.html  

Instalacja superkomputera CDC 6600, źródło:

http://fafner.zdv.uni-mainz.de/~ulmann/pictures/CDC6600.JPG

W tym środowisku powstawały pionierskie konstrukcje interakcji człowieka z komputerem w czasie rzeczywistym, oparte na koncepcji tzw. pióra świetlnego. Wyznaczało to zarówno początek GUI (Graphic User Interface) jak i grafiki komputerowej (Ivan E. Sutherland i jego program Sketchpad).

Wizja

Douglas Engelbart, źródło: http://www.ibiblio.org/pioneers/englebart.html W latach sześćdziesiątych komputery postrzegane były powszechnie jako mniej lub bardziej wydajne kalkulatory. Człowiekiem, który upowszechnił wizję tego, do czego może w przyszłości służyć komputer, był Douglas C. Engelbart ze Stanford Research Institute. 9 grudnia 1968 roku przeprowadził w San Francisco słynną demonstrację pracy sieciowego systemu komputerowego obejmującego graficzny interfejs użytkownika, używając myszy, wielu okien, powiązanych obiektów multimedialnych i grupowej pracy w sieci. Przez półtorej godziny pokazywał, jak można za pomocą myszy manipulować tekstem i grafiką w wielu oknach. Na ekranie było widać równoległe działania za pomocą myszy prowadzone przez jego współpracowników na komputerze w odległym o 35 mil Menlo Park.

źródło: http://sloan.stanford.edu/MouseSite Engelbart przeszedł do historii jako wynalazca myszy komputerowej, ale był to tylko techniczny szczegół jego koncepcji komputera jako maszyny wspomagającej ludzkie myślenie i ludzką współpracę. Bez wizji i eksperymentów Engelbarta nie powstałaby w ośrodku PARC w Kalifornii (Palo Alto Research Center) koncepcja graficzego interfejsu użytkownika, nazwana skrótem WIMP (od windows, icons, mouse, pull-down menus, czyli okna, ikony, mysz i rozwijane menu).
Realizacja wizji

Jedną z pierwszych udanych realizacji tej idei już w 1981 roku, był komputer firmy Xerox o numerze 8010, znany lepiej pod nazwą Xerox Star. System przypominał w swoich założenia współczesne pakiety biurowe. Był zintegrowanym stanowiskiem roboczym, skonfigurowanym do łatwego użycia, nie wymagając od użytkownika wiedzy o tym, co jest funkcją sprzętu, co systemu operacyjnego, a co programu. Zamiast terminala znakowego miał 17-calowy monitor graficzny, obsługowany myszą. System umożliwiał edycję w trybie WYSIWYG tekstu, grafiki i wyrażeń matematycznych

Przełomowa idea polegała na tym, że interfejs komputera ma imitować blat biurka, na którym znajdowały się "dokumenty" -- pliki z danymi. Użytkownik miał myśleć o nich, a nie o programach i procedurach. Z kolei tam, gdzie metafora biurka zawodzi, tzn. dla operacji typowo narzędziowych, przewidziano szereg swoistych klawiszy funcyjnych (otwórz, kopiuj, przenieś, właściwości, itd.), które każdy program realizował odpowiednio do swojej specyfiki.

Budowa systemu zorientowanego na interakcję z użytkownikiem dalece odbiegała od tradycyjnego sposobu posługiwania się komputerem. Filozofię jaka za tym stała, najlepiej oddaje fragment opisu systemu Apple Macintosh:

Wyobraź sobie samochód, który nie ma kierownicy, pedału gazu, hamulca, przełącznika kierunkowskazów ani dźwigni biegów. Zamiast tych znanych urządzeń masz tylko klawiaturę. Za każdym razem, gdy chcesz skręcić, zmienić pas, przyśpieszyć lub zwolnić, zatrąbić lub się zatrzymać, musisz wpisać na niej odpowiedni ciąg znaków, np. "S20:TL:A35" na oznaczenie, że chcesz zwolić do 20, skręcić w lewo i przyśpieszyć do 35. Przy dużym samozaparciu i poświęceniu, z pewnością mógłbyś się nauczyć prowadzenia takiego samochodu. Tylko po co?

Ważną zasadą konstrukcji takiego systemu było założenie, że nic nie może dziać się zaocznie, "za plecami" użytkownika, który nie powinien nigdy być stawiany w sytuacji niepewności co do tego, co właściwie system robi. Gdy obraz na monitorze jest dla niego tą jedyną rzeczywistością, do której redukują się wszystkie obiekty i działania, wtedy nauczenie się korzystania z takiego systemu staje się bardzo proste. Xerox 8010 Star, źródło: http://www.digibarn.com/friends/curbow/star/

Inne, dalej idące konsekwencje, to na przykład przyjęcie zasady, że obiekty, które postrzega użytkownik mają przypisywane im właściwości (zachowania, wyglądu, układu). Traktowane obiektowo, właściwości były zapamiętywane przez system i na przykład można było ustalić właściwość menedżera plików, by wyświetlał je w porządku alfabetycznym. W tradycyjnych systemach, np. Unix, porządek alfabetyczny listowania katalogu musiał być za każdym razem podawany jako parametr polecenia.

Koncepcja interaktywnego systemu stawia sobie za cel uporanie się z bardzo wcześnie dostrzeganą wadą komputerów polegającą na tym, że obiecują ułatwienie w obracaniu informacją, a faktycznie gubią użytkownika w potopie informacji, przytłaczając go ilością wyborów, poleceń do zapamiętania i niespodziewanymi rezlutatami. Tradycyjne systemy nie czyniły bowiem żadnych założeń co do preferencji użytkownika, traktując wszystkie jego wymagania jako równie prawdopodobne, tak jakby każdy zawsze i w jednakowym stopniu potrzebował dostępu do wszystkich funkcji i zasobów. Czasem tylko stosowano ułatwienia w postaci domyślnych ustawień i domyślnych parametrów poleceń. Tradycyjne systemy zakładały więc, że użytkownik nie jest partnerem komputera, lecz jego władcą, znającym wszystkie jego tajniki.

W projekcie Xerox Star przyjęto koncepcję nazwaną "stopniowymi odsłonami" (progressive disclosure), polegającą na ukryciu przed użytkownikiem pewnych detali, dopóki wyraźnie o nie nie spyta. Zatem nie tylko przyjmuje się domyślne ustawienia, ale także ukrywa się obecność ustawień, których użytkownik prawdopodobnie nie będzie chciał zmieniać. Na przykład nie ma dostępu do licznych ustawień dotyczących stałych nagłówków dokumentów, jeśli użytkownik w ogóle nie wybrał opcji dokumentu ze stałymi nagłówkami. Również właściwości obiektów wyświetlane są na ekranie tylko na żądanie użytkownika, podczas gdy w innych systemach zajmowały stałe miejsce na ekranie lub wpisywane były w dokument. W zaawansowanej formie, koncepcja ta przewidywała grupowanie ustawień i właściwości obiektów w tak zwanych "stylach", dzięki czemu użytkownik miał do czynienia z jedną tylko właściwością obiektu (np. akapitu), a nie ich zbiorem.

Pionierską pracą wykonaną przy projektowaniu tego systemu było opracowanie "graficznego języka" pulpitu, ikon i okien by zapewnić jednoznaczność informacji o tym, jaki obiekt został wybrany, co można z nim zrobić, jakich efektów należy spodziewać się po kolejnej rutynowej operacji, itd. Dla obiektów złożonych, jak np. rysunki czy tabele osadzone w dokumentach, należało opracować konwencje "strukturalnego" ich poglądu, by wydobyć to, czego nie daje WYSIWYG, np. gdzie kończy się tło rysunku a zaczyna miejsce na tekst, z jakich manipulowalnych elementów składa się rysunek, itd.

System Xerox Star konsekwentnie realizował to, co nazwane zostało później WYSIWYG (what you see is what you get -- wydruk będzie taki jak widzisz) i obejmowało całe zróżnicowanie typograficzne dokumentu łącznie ze wzorami matematycznymi. System obsługiwał szczególne wymogi zapisu formuł matematycznych. Na przykład pozioma kreska znaku pierwiastka wydłużała się w trakcie pisania formuły pod pierwiastkiem.

Xerox 8010 Star, źródło: http://www.digibarn.com/friends/curbow/star/W odróżnieniu od komputerów swoich czasów Xerox Star był konsekwentnie wielojęzyczny w tym, że nie ograniczał się do repertuaru ASCII czy EBCDIC, kodując znaki na dwóch bajtach (szesnastu bitach) w ramach własnego zestawu znaków nadbudowanego nad ASCII. System miał wbudowaną obsługę języka angielskiego, francuskiego, niemieckiego, włoskiego, hiszpańskiego i rosyjskiego. Z czasem dodano języki japoński, chiński, arabski, hebrajski i większość europejskich. (Joe Becker, twórca systemu wielojęzycznego, sześć lat po inauguracji systemu Xerox Star stał się jednym z animatorów konsorcjum Unicode.)

Dla porównania, ówczesne systemy komputerowe, oparte na kodowaniu ośmiobitowym, obsługiwały różne języki poprzez zwykłą podmianę czcionki, co jest rozwiązaniem dość prostackim. Następnie wbudowano w systemy wymienne zestawy znaków (tzw. code pages), które w jednym pakiecie obejmowały także zmianę sterownika klawiatury, języka interfejsu, ustawienia sortowania, notacji daty itp. różnice kulturowe.

System Xerox Star, wyprzedzający upowszechnienie się jego oryginalnych rozwiązań nawet o całe dziesięciolecie, tym się różnił od komputerów doby "rewolucji pecetowej", że był systemem zamkniętym. Cała funkcjonalność systemu koncentrowała się wokół dokumentu i jego edycji. Edytor tekstu był tu programem nadrzędnym, wszystkie inne albo zintegrowane były z edytorem (działały w wydzielonych ramkach w edytowanym dokumencie), albo przygotowywały dane dla edytora. Nie trzeba dodawać, że dokument był tu rozumiany wyłącznie jako dokument biurowy przeznaczony do wydruku.

Większość komputerów osobistych, współczesnych do Xerox Star jak i późniejszych, nie wyróżnia w ten sposób żadnej aplikacji. Można na nich uruchaniać wiele programów, w tym także niespójne między sobą, tak pod względem danych, jak i interfejsu użytkownika.

System Xerox Star nie odniósł sukcesu rynkowego. Popełniono błędy w strategii marketingowej, która zakładała bardzo bogatych użytkowników biurowych (pierwotna cena systemu: 16.500 dolarów). Pierwszym komputerem z interfejsem wzorowanym na Xerox Star, który odniósł sukces rynkowy był Apple Macintosh, który ukazał się w styczniu 1984 roku.

Apple Macintosh 128 z 1984 r.,  www.computermuseum.it/museum/Apple_Macintosh_Plus.htmMacintosh 128k: procesor MC68000 o prędkości 8 MHz, 128 KB RAM, bez twardego dysku, stacja dyskietkek 3,5 cala o pojemności 400 KB, wbudowany 9-calowy, czarno-biały monitor o rozdzielczości 512×342. Cena: 2,5 tys. dolarów.

Pierwsza wersja Microsoft Windows (1985) polegała na zastosowaniu tej samej koncepcji GUI jako nakładki na system DOS. Firma Apple oskarżyła Microsoft, a słynny proces toczył się wiele lat.

---

Warto Zajrzeć - Zapraszamy na inne nasze strony!

ZAPOZNAJ SIĘ Z GRAFIKĄ I PORADAMI DLA WINDOWS