Как был изобретен графический интерфейс пользователя

Dec 27, 2023

Три десятилетия исследований пользовательского интерфейса объединились в мыши, окна и значки, используемые сегодня.

Мыши, окна, иконки, и меню: это компоненты компьютерных интерфейсов, разработанные так, чтобы их было легко понять, просто использовать и легко описывать. Мышь – это указатель. Окна делят экран. Значки символизируют прикладные программы и данные. В меню перечислены варианты действий.

Но разработка сегодняшнего графического пользовательского интерфейса была далеко не простой. Инженерам и ученым-компьютерщикам из университетов, правительственных лабораторий и корпоративных исследовательских групп потребовалось около 30 лет усилий, совмещая работу друг друга, пробуя новые идеи и повторяя ошибки друг друга.

Эта статья была впервые опубликована под названием «О мышах и меню: проектирование удобного интерфейса». Оно появилось в сентябрьском номере журнала IEEE Spectrum за 1989 год. PDF-версия доступна на IEEE Xplore. Фотографии и схемы появились в оригинальной печатной версии.

На протяжении 1970-х и начала 1980-х годов многие из ранних концепций окон, меню, значков и мышей тщательно исследовались в Исследовательском центре Пало-Альто (PARC) корпорации Xerox, Пало-Альто, Калифорния. В 1973 году PARC разработал прототип Alto — первый из двух компьютеров, оказавшихся плодотворными в этой области. Было построено и испытано более 1200 Altos. На основе концепции Alto, начиная с 1975 года, отдел системных разработок Xerox затем разработал Star и представил ее в 1981 году — первую такую ​​​​удобную в использовании машину, проданную широкой публике.

В 1984 году недорогой Macintosh от Apple Computer Inc., Купертино, Калифорния, принес дружественный интерфейс тысячам пользователей персональных компьютеров. В течение следующих пяти лет цена на чипы оперативной памяти упала достаточно, чтобы удовлетворить огромные потребности в памяти для растровой графики, а за Mac последовали десятки подобных интерфейсов для ПК и рабочих станций всех типов. К настоящему времени программисты приложений знакомятся с идеей управления графическими объектами.

Успех Mac в 1980-х годах побудил Apple Computer подать в суд за право собственности на многие функции графического пользовательского интерфейса. В исках, которые сейчас оспариваются, эти инновации могут быть присвоены не дизайнерам и их компаниям, а тем, кто первым подал заявку на их юридическую защиту.

Прародителем графического пользовательского интерфейса был Sketchpad [см. фотографию]. Студент Массачусетского технологического института Иван Э. Сазерленд построил его в 1962 году в качестве доктора философии. защитил диссертацию в Лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института в Лексингтоне, штат Массачусетс. Пользователи Sketchpad могли не только рисовать точки, сегменты линий и дуги окружностей на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) с помощью светового пера — они также могли назначать ограничения и отношения между всем, что они Дрю.

Дуги могли иметь заданный диаметр, линии могли быть горизонтальными или вертикальными, а фигуры могли строиться из комбинаций элементов и форм. Фигуры можно было перемещать, копировать, сжимать, расширять и вращать, при этом их ограничения (отображаемые в виде значков на экране) динамически сохранялись. В то время, когда ЭЛТ-монитор сам по себе был новинкой, идея о том, что пользователи могут в интерактивном режиме создавать объекты, рисуя на компьютере, была революционной.

Sketchpad, созданный в 1962 году Иваном Сазерлендом в лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института в Лексингтоне, считается первым компьютером с оконным интерфейсом.

Компьютерный музей

Более того, для увеличения объектов Сазерленд написал первую программу рисования окон, что потребовало от него разработки первого алгоритма обрезки. Обрезка — это программная процедура, которая вычисляет, какая часть графического объекта должна отображаться, и отображает на экране только эту часть. Программа должна рассчитать, где должна быть проведена линия, сравнить это положение с координатами используемого окна и предотвратить отображение любого сегмента линии, координаты которого выходят за пределы окна.

Хотя фильмы о работе Sketchpad широко демонстрировались в сообществе компьютерных исследователей, Сазерленд сегодня говорит, что проект не имел немедленных последствий. Работая на мейнфрейме TX-2 Массачусетского технологического института, она требовала слишком большой вычислительной мощности, чтобы ее можно было использовать в индивидуальном порядке. Однако многие другие инженеры считают, что дизайн и алгоритмы Sketchpad оказали основное влияние на целое поколение исследований пользовательских интерфейсов.