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图标40年:现代计算机界面进化史

发布时间:2019-05-31 15:20 来源:未知 编辑:admin

  网易科技讯 3月25日消息,每一天,当我们打开电脑浏览网页、处理文档和娱乐时,你是否想到眼前的电脑界面经历了怎样的发展历程?美国科技博客The Verge的撰稿人杰西希格斯(Jesse Hicks)近日撰文对计算机图形界面的发展进行了回顾,以下是文章的主要内容。

  50年前,“计算机”一词的含义和现在迥然不同。在二战之前,“Computer”一词所指的并不是机器,而是由企业所雇佣的专门从事计算工作的职员;在二战期间,战争催生了Colossus和ENIAC等军用计算机;战争结束后,IBM将计算机技术投入商用,他们所生产的大型计算机安装在专用的巨大房间内,由专业人员进行操作与维护,同时高达数百万美元的造价也仅让少数跨国企业才有能力购买和使用。而在普通民众心中,大型计算机更是成了官僚主义和灭绝人性的象征,而“个人计算机(Personal Computer)”当时还未出现。

  不过到了20世纪60年代末,科学技术得到迅速发展,而计算机相关理念也开始发生重大变革。一些研究人员和业余爱好者们逐渐发现了计算机在其他领域的潜力,他们认为虽然Colossus和ENIAC在本质上与超级运算装置相似,但计算机并不一定只适用于那些大企业,它一样能够为普通人服务,成为真正的个人计算机。

  在计算机还只有绿色文字终端界面的60年代,就已经有人展望到了计算机的无限可能,这其中有两位重要的代表人物:美国发明家道格拉斯恩格尔巴特(Douglas Engelbart)和美国计算机科学家艾伦凯(Alan Kay),恩格尔巴特一直致力于让科技为人类提供服务,而凯则是计算图形界面的先驱,正是他们的不懈努力,才让日后乔布斯和盖茨利用计算机改变世界变成了可能。

  如果“个人电脑”也有生日的线日。这一天,恩格尔巴特在旧金山布鲁克斯大厅向与会者展示了他与斯坦福大学同事通过10年研究而获得的成果NLS系统。

  在90分钟的演讲中,恩格尔巴特先后演示了鼠标、所见即所得的文字编辑器、超链接、文本图形混排等,同时他还谈到了阿帕网络(ARPANet)以及科技进步的未来。恩格尔巴特认为借助网络与科技的发展,不久之后他就能在全国任何地方演示NLS系统了,因为当时他就已经能与30英里之外的同事进行视频会议了。

  恩格尔巴特的这次演讲被后人称为“演示之母”,它甚至影响了整整一代科技人。恩格尔巴特认为计算机并不是执行大量运算任务的单一工具,它应该帮助人们实现更加高效、精巧的工作方式,“我和同事们最感兴趣的是提升,而不是自动化,”恩格尔巴特后来在谈及这件事时表示,“当时我们不是在制造某种工具,而是在设计一整套知识体系。”

  恩格尔巴特的想法与艾伦凯不谋而合。凯认为性能不断增强的微处理器将会在未来引发一场不可阻挡的科技革命,而计算机将会变成书本大小,每个人都能够拥有,他甚至还据此提出了“Dynabook”的概念,那其实就是如今的平板电脑的原型。同时,凯还认为计算机的普及将会对世界引起更为深远的改变,他在一篇文章中写道:“只有当无需专业人员的帮助,大人小孩都能使用计算机完成有意义的活动时,计算机才能称得上是真正的个人化了。而如果要做到这一点,那些简单的任务必须容易完成,同时必须降低复杂任务的难度。”

  由于技术方面的局限性,凯的Dynabook始终没有变成现实,而恩格尔巴特的NLS也没能发展成一套可行的系统。与艾伦凯不同的是,恩格尔巴特喜欢将设计复杂化,晦涩难懂的NLS系统让人望而却步,而恩格尔巴特甚至宣称NLS系统最终将会拥有5万种不同的指令。20世纪70年代初,由于研究成果难以投入现实应用,恩格尔巴特的团队成员开始逐渐自寻生路,而艾伦凯则加入了刚刚组建不久的施乐帕罗奥多研究中心。

  关于乔布斯早年的创业经历,有许多充满传奇色彩的故事。有人说他曾与几位最早的苹果员工在1979年参观了帕罗奥多研究中心之后,从施乐“顺走”了图形用户界面技术,并将其应用在后来给计算机工业带来革命性影响的Lisa和Macintosh电脑上。其实比较接近事实的应该是在乔布斯参观帕罗奥多之前,苹果就已经在开发自己的图形界面了,但是根据苹果工程师比尔阿特金森(Bill Atkinson)的介绍,施乐的窗口化界面和鼠标确实帮助乔布斯解决了一些Lisa早期设计中所遇到的难题。

  值得注意的是,施乐早在1973年4月就已经研发出了一款独立的单用户桌面电脑产品,而6年后乔布斯才首次造访帕罗奥多。施乐的工程师从艾伦凯的Dynabook概念得到启发,在短短数月时间内就研发出了亘古未有的“施乐Alto”计算机,但不幸的是这款设备却没能得到向公司高层展示的机会,“如果我们对于廉价高性能个人计算机的论点是正确的,那么我们就能通过Alto来说服高层,”当年的研究室主管巴特勒兰普森(Butler Lampson)在文章中写道:“如果我们的观点是错误的,那么Alto也能帮助我们找到原因。”

  Alto不仅拥有所见即所得的文字编辑软件、电子邮件客户端、位图和矢量图形编辑器,还搭载了首个版本的Smalltalk编程环境,更为重要的是,Alto还引入了WIMP界面,即窗口(Windows)、图标(Icons)、菜单(Menus)和鼠标指针(Pointer),这一界面概念几乎定义了如今桌面图形界面所用到的每一个基本元素。所以从这个角度来看,Alto研发团队的理念是完全正确的。

  虽然Alto一共生产了约2000台,但施乐从未正式销售该产品,Alto自始至终都没有得到施乐高层的认可,直到1981年,施乐才在8010信息系统上采用了许多Alto的设计理念,不过8010信息系统的价格并不像Alto那样低廉,它采用了许多造价高昂的组件,其中包括两到三台工作站和相关的设备,这也使得8010信息系统的售价超过了5万美元。尽管这款产品主要面向企业客户,但其销量仍然不尽如人意,虽然施乐后来将其更名为“施乐之星”重新进行销售,但它仍然没能逃出与苹果Lisa电脑类似的命运,因高昂的定价和平庸的软件而很快被市场淘汰掉。

  与恩格尔巴特的NLS系统一样,施乐的设计理念为后人留下了深远影响,“Alto所涉及到的图形界面理念在施乐之星中被整合在一起,”Digibarn计算机博物馆馆长、用户界面专家布鲁斯丹莫(Bruce Damer)表示,“这也使得施乐之星在1981年4月面世时,让用户们首次看到了兼具美观和完整功能的图形用户系统,当时几乎所有人在看到施乐之星时都会不吝溢美之词。”许多公司和个人从施乐之星中得到启发,其中就包括微软。

  1984年,苹果公司发布了Macintosh电脑,“作为施乐之星的早期用户,我觉得苹果Mac电脑相对于施乐之星有了较为长足的进步。”美国马里兰大学计算科学教授本施耐德曼(Ben Shniederman)介绍说,施耐德曼是一位用户界面专家,他不仅亲自编写代码将WIMP概念变为现实,还在1988年苹果起诉微软盗取Macintosh和Lisa的界面元素的案件中出庭作证,不过该案件以苹果败诉而告终,而最后施乐对苹果所提起的类似诉讼也被法院驳回。

  从1988年的这些案件能够看出,个人计算机界面曾在短时间内出现过同质化现象,如果将如今的Windows 7界面与当年的Windows 2.0相比较,会发现两者在本质上并没有太大区别。施耐德曼认为,这也从侧面说明当前桌面界面所采用的WIMP概念是合理而有效的,“我一直坚信电脑其实是一种视觉机器,”他说道,“人们相信眼睛看到的东西,并且用点击来来选择他们的目标。这种方式将会在未来很长一段时间内被人们所习惯。”

  然而,布鲁斯丹莫却并不认同施耐德曼的观点,“人们居然在这一理念上停滞了30年,”他说道,“这真的令人难以置信。”而他在形容第一次看到Macintosh时的反应时表示,与“施乐之星”完整的网络计算能力相比较,Mac完全就是在班门弄斧,当时他甚至怀疑苹果能否在生存下来。虽然后来Mac加入了智能菜单功能,但丹莫认为即便如此,个人电脑的界面与大型计算机网络终端的虚拟桌面仍然非常相似。

  然而,在WIMP界面通知个人电脑桌面数十年之后,情况也开始出现一些转变,丹莫对此指出现实增强技术应该是图形界面新元素的一个可能来源。尽管从20世纪90年代以来,虚拟现实从未成为真正的主流技术,但随着技术的发展,以“谷歌眼镜”为代表的设备有可能将会掀起新一轮的科技革命,而以HTML5技术为基础的操作系统也为进一步实验提供了发展空间。

  而随着移动操作系统与传统操作系统的逐渐融合,系统界面也在趋于统一。微软和苹果目前都在尝试统一的用户界面,而谷歌在其触屏笔记本Chrome Pixel也表现出了同样的理念。针对微软的Windows 8,施耐德曼的态度比较谨慎,“该系统的点击性不太明确,这种改变对于一部分用户来说是比较激进的,有可能难以得到用户的认可,”他说道,“不过人们已经习惯于对微软保持批判态度了,大家都认为他们的创新能力太差,但Windows 8确实让人眼前一亮,微软也借此树立了新的标杆。”很显然,施耐德曼和丹莫都认为Windows 8的改变是相当大胆的,不过随着个人电脑逐渐向新方向发展,这样的改变或许是不可避免的。

  丹莫是DigiBarn博物馆的馆长,该博物馆收藏了过去35年间的各种计算机产品,他表示,当他用熟悉而不又不同方式使用这些计算机时,所得到各种主观体验能让他更好的反思这些年来发生在计算机领域内的变化。“这些藏品已经成为了思想中的沙盒,”他说道,“它们不仅仅是一种计算机器,更是一种媒介,当我们坐在这些设备前绘画、写作和欣赏音乐时,它们正在一点点地蚕食着我们的生活,从这个角度来说,计算机应该是人类历史近500年以来最为伟大的发明,至于以后它们还会为我们带来哪些影响,我们还需拭目以待。”(Henrish)

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