Введение
История графического пользовательского интерфейса, понимаемого как использование графических значков и указательного устройства для управления компьютером, охватывает пятидесятилетний период постепенных улучшений, основанных на нескольких постоянных ключевых принципах. Ряд компаний разработали собственные оконные системы на независимом коде, но с общими базовыми элементами, определяющими парадигму WIMP – "окно, значок, меню и указатель". Были достигнуты важные технологические успехи и внесены небольшие улучшения в общую схему взаимодействия по сравнению с предыдущими системами. Произошло несколько значительных прорывов в плане удобства использования, однако те же организационные метафоры и способы взаимодействия остаются актуальными и сегодня. Настольные компьютеры обычно управляются компьютерными мышями и/или клавиатурами, ноутбуки часто оснащаются трекпоинтом или тачпадом, а смартфоны и планшетные компьютеры – сенсорным экраном. Влияние игровых компьютеров и джойстиков в данном контексте не рассматривается.
The history of the graphical user interface, understood as the use of graphic icons and a pointing device to control a computer, covers a five decade span of incremental refinements, built on some constant core principles. Several vendors have created their own windowing systems based on independent code, but with basic elements in common that define the WIMP "window, icon, menu and pointing device" paradigm. There have been important technological achievements, and enhancements to the general interaction in small steps over previous systems. There have been a few significant breakthroughs in terms of use, but the same organizational metaphors and interaction idioms are still in use. Desktop computers are often controlled by computer mice and/or keyboards while laptops often have a pointing stick or touchpad, and smartphones and tablet computers have a touchscreen. The influence of game computers and joystick operation has been omitted.
Ранние исследования и разработки
Ранние динамические информационные устройства, такие как дисплеи радаров, где устройства ввода использовались для непосредственного управления данными, созданными компьютером, заложили основу для последующих усовершенствований графических интерфейсов. Некоторые ранние экраны на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) использовали световой перо, а не мышь, в качестве указательного устройства. Концепция многооконной системы была представлена первыми системами графического отображения в реальном времени для компьютеров: проектом SAGE и Sketchpad Ивана Сазерленда.
Увеличение интеллекта человека (НЛС)
В 1960-х годах проект Дугласа Энгельбарта по расширению возможностей человеческого интеллекта в Исследовательском центре по увеличению возможностей в SRI International в Менло-Парке, Калифорния, разработал систему oN Line System (NLS). Этот компьютер включал курсор, управляемый мышью, и множественные окна для работы с гипертекстом. Энгельбарт был частично вдохновлен концепцией информационного устройства memex, представленной Ванневаром Бушем в 1945 году. Значительная часть ранних исследований была основана на принципах обучения маленьких детей. Поэтому дизайн основывался на естественной для детей координации движений рук и глаз, а не на использовании командных языков, пользовательских макросов или автоматической трансформации данных, как это впоследствии применялось профессионалами. Энгельбарт публично продемонстрировал эту работу на совместной осенней конференции Ассоциации вычислительной техники и Института инженеров электротехники и электроники (ACM/IEEE) в Сан-Франциско 9 декабря 1968 года. Эта демонстрация получила название "Мать всех демонстраций".
Xerox PARC
Работа Энгельбарта напрямую привела к достижениям в Xerox PARC. Несколько сотрудников перешли из SRI в Xerox PARC в начале 1970-х годов. В 1973 году Xerox PARC разработал персональный компьютер Alto. Он имел растровый экран и был первым компьютером, демонстрирующим настольную метафору и графический пользовательский интерфейс (GUI). Это не был коммерческий продукт, но было построено несколько тысяч экземпляров, которые широко использовались в PARC, а также в других офисах XEROX и в нескольких университетах на протяжении многих лет. Alto оказал значительное влияние на дизайн персональных компьютеров в конце 1970-х и начале 1980-х годов, в частности на Three Rivers PERQ, Apple Lisa и Macintosh, а также на первые рабочие станции Sun. Современный графический интерфейс WIMP был впервые разработан в Xerox PARC Аланом Кеем, Ларри Теслером, Дэном Ингаллсом, Дэвидом Смитом, Кларенсом Эллисом и рядом других исследователей. Он был представлен в программной среде Smalltalk. В нем использовались окна, значки и меню (включая первое фиксированное выпадающее меню) для поддержки команд, таких как открытие файлов, удаление файлов, перемещение файлов и т. д. В 1974 году в PARC началась работа над Gypsy, первым редактором вырезать и вставить с растровой графикой (WYSIWYG). В 1975 году инженеры Xerox продемонстрировали графический пользовательский интерфейс, "включая значки и первое использование всплывающих меню". В 1981 году Xerox представила новаторский продукт Star, рабочую станцию, объединяющую многие инновации PARC. Хотя Star не добился коммерческого успеха, он оказал значительное влияние на дальнейшие разработки, например, в Apple, Microsoft и Sun Microsystems.
"Квантел Пейнтбокс"
Выпущенная компанией Quantel в 1981 году, Paintbox представляла собой цветную графическую рабочую станцию с поддержкой ввода с помощью мыши, однако была больше ориентирована на использование графических планшетов; эта модель также примечательна как одна из первых систем, в которой были реализованы всплывающие меню.
Блит
Blit, графический терминал, был разработан в Bell Labs в 1982 году.
Машины для лиспов, символики
Lisp-машины, первоначально разработанные в MIT и впоследствии коммерциализированные компаниями Symbolics и другими производителями, представляли собой одни из первых высокопроизводительных однопользовательских компьютерных рабочих станций, оснащенных продвинутыми графическими пользовательскими интерфейсами, оконной системой и мышью как устройством ввода. Первые рабочие станции Symbolics поступили в продажу в 1981 году, а в последующие годы появились более совершенные модели.
Apple Lisa и Macintosh (а позже Apple II)
Начиная с 1979 года, проекты Apple Lisa и Macintosh, начатые Стивом Джобсом и возглавляемые Джефом Раскиным в Apple Computer (в которые входили бывшие сотрудники Xerox PARC), продолжали развивать эти идеи. Lisa, выпущенная в 1983 году, предлагала графический интерфейс высокого разрешения, основанный на стилистике канцелярских принадлежностей (ориентированный на документы), работающий поверх продвинутой операционной системы на основе жесткого диска, включавшей в себя прерывистую многозадачность и графически ориентированную межпроцессную коммуникацию. Более упрощенный Macintosh, выпущенный в 1984 году и разработанный с целью снижения стоимости, стал первым коммерчески успешным продуктом, использующим многооконный интерфейс. В нем была реализована метафора рабочего стола: файлы выглядели как листы бумаги, каталоги – как папки, а пользователь мог размещать на экране различные аксессуары, такие как калькулятор, блокнот и будильник, и удалять файлы и папки, перетаскивая их в иконку корзины. В отличие от Lisa, Macintosh использовал программно-ориентированный, а не документ-ориентированный подход. Apple вернулась к документ-центричному дизайну позже, в ограниченном виде, с OpenDoc. Существуют споры о степени влияния работы Xerox PARC на графические интерфейсы Apple Lisa и Macintosh, однако очевидно, что это влияние было значительным, поскольку в первых версиях графического интерфейса Lisa даже не было иконок. Эти прототипы, по крайней мере, управлялись мышью, но полностью игнорировали концепцию WIMP ("окно, иконка, меню, указывающее устройство"). Скриншоты первых прототипов графического интерфейса Apple Lisa демонстрируют ранние варианты дизайна. Инженеры Apple посетили объекты PARC (Apple получила право на посещение, компенсировав Xerox предварительной покупкой акций Apple до IPO), а впоследствии несколько сотрудников PARC перешли в Apple для работы над графическим интерфейсом Lisa и Macintosh. Однако разработки Apple значительно расширили возможности PARC, добавив манипулируемые иконки и перетаскивание объектов в файловой системе (например, в Macintosh Finder). Список улучшений, внесенных Apple по сравнению с интерфейсом PARC, можно найти на Folklore.org. Джеф Раскин предупреждает, что многие факты, касающиеся истории разработки PARC и Macintosh, неточны, искажены или даже сфабрикованы из-за того, что историки редко используют прямые первичные источники. В 1984 году Apple выпустила телевизионную рекламу, представившую Apple Macintosh во время трансляции Super Bowl XVIII на канале CBS, со ссылками на известный роман Джорджа Оруэлла "1984". Целью рекламы было заставить людей задуматься о компьютерах, представить удобный интерфейс как персональный компьютер, отличный от предыдущих бизнес-ориентированных систем, и сделать его визитной карточкой продукции Apple. В 1986 году был представлен Apple II. Эта модель была значительно усовершенствована по сравнению с успешной серией Apple II и базировалась на 16-битной технологии (фактически, представляла собой два компьютера в одном). Она поставлялась с новой операционной системой Apple GS/OS, графический интерфейс которой, напоминающий Finder, был очень похож на интерфейс серии Macintosh и позволял использовать расширенные графические возможности видеографического чипа (VGC).
Агаты
В Советском Союзе компьютер Agat PC был оснащен графическим интерфейсом и мышью и выпущен в 1983 году.
Серия SGI 1000 и MEX
Основанная в 1982 году, SGI представила серию IRIS 1000 в 1983 году. Первые графические терминалы (IRIS 1000) поступили в продажу в конце 1983 года, а соответствующая модель рабочей станции (IRIS 1400) была выпущена в середине 1984 года. В этих машинах использовалась ранняя версия оконной системы MEX, работающая поверх операционной среды GL2 Release 1. Примеры пользовательского интерфейса MEX можно увидеть в статье 1988 года в журнале "Computer Graphics", однако более ранние скриншоты найти не удалось. Эти первые коммерческие системы с графическим интерфейсом не получили широкого распространения из-за их академической цены со скидкой – 22 500 долларов США за IRIS 1000 и 35 700 долларов США за IRIS 1400. При этом Visi On не включала в себя графический файловый менеджер. Кроме того, Visi On требовала наличия жесткого диска для реализации системы виртуальной памяти, используемой для "быстрой смены" задач, в то время как жесткие диски были очень дорогими.
GEM (Графический менеджер среды)
Digital Research (DRI) создала GEM как дополнительную программу для персональных компьютеров. GEM был разработан для работы с существующими операционными системами, совместимыми с CP/M и MS-DOS, на бизнес-компьютерах, таких как IBM PC compatibles. Он был разработан на основе программного обеспечения DRI, известного как GSX, созданного бывшим сотрудником PARC. Его сходство с графическим интерфейсом Macintosh привело к судебному иску от Apple Computer по поводу авторских прав и последующему соглашению, которое потребовало внесения некоторых изменений в GEM. Это стало первым в серии судебных процессов, касающихся "внешнего вида и ощущений", связанных с дизайном графического пользовательского интерфейса в 1980-х годах. GEM получил широкое распространение на потребительском рынке с 1985 года, когда он стал стандартным пользовательским интерфейсом, встроенным в операционную систему Atari TOS линейки персональных компьютеров Atari ST. Он также поставлялся в комплекте другими производителями и дистрибьюторами компьютеров, такими как Amstrad. Позже GEM распространялся с самой продаваемой версией DOS от Digital Research для IBM PC compatibles – DR DOS 6.0. Графический интерфейс GEM постепенно исчез с рынка после прекращения выпуска линейки Atari ST в 1992 году и с ростом популярности Microsoft Windows 3.0 на рынке ПК примерно в тот же период. Falcon030, выпущенный в 1993 году, стал последним компьютером Atari, использующим GEM.
- Смотрите .
Tandy's DeskMate появилась в начале 1980-х годов на компьютерах TRS-80 и была портирована на линейку Tandy 1000 в 1984 году. Как и большинство графических интерфейсов для ПК того времени, она требовала дисковой операционной системы, такой как TRSDOS или MS DOS. Приложение пользовалось популярностью и включало в себя ряд программ, таких как Draw, Text и Calendar, а также привлекло сторонние разработки, например Lotus 1-2-3 для DeskMate.
MSX-View
MSX View был разработан для компьютеров MSX корпорацией ASCII и лабораторией HAL. MSX View включает в себя программное обеспечение, такое как Page Edit, Page View, Page Link, VShell, VTed, VPaint и VDraw. Внешняя версия встроенной в Panasonic FS A1GT версии MSX View была выпущена как дополнение для Panasonic FS A1ST на диске, а не в виде 512 КБ ROM DISK.
Amiga Intuition и рабочая столика
Компьютер Amiga был выпущен компанией Commodore в 1985 году с графическим пользовательским интерфейсом под названием Workbench. Workbench был основан на внутреннем движке, разработанном в основном RJ Mical, под названием Intuition, который обрабатывал все события ввода. Первые версии использовали стандартную палитру синего, оранжевого, белого и черного цветов, выбранную для обеспечения высокой контрастности на телевизорах и композитных мониторах. Workbench представлял каталоги в виде ящиков, чтобы соответствовать теме "рабочего стола". Intuition была библиотекой виджетов и графики, обеспечивающей работу графического интерфейса. Она управлялась событиями пользователя через мышь, клавиатуру и другие устройства ввода. Из-за ошибки отдела продаж Commodore, первые дискеты с AmigaOS (выпущенные вместе с Amiga1000) называли всю операционную систему "Workbench". С тех пор пользователи и сама CBM называли "Workbench" неофициальным названием всей AmigaOS (включая Amiga DOS, Extras и т.д.). Это общее соглашение прекратилось с выходом версии 2.0 AmigaOS, которая вернула правильные названия установочным дискетам AmigaDOS, Workbench, Extras и т.д. Начиная с Workbench 1.0, AmigaOS рассматривала Workbench как фоновое окно без рамки, расположенное поверх пустого экрана. Однако с появлением AmigaOS 2.0 пользователь получил возможность выбирать, будет ли основное окно Workbench отображаться как обычное слоёное окно с рамкой и полосами прокрутки через пункт меню. Пользователи Amiga могли загружать свой компьютер в интерфейс командной строки (также известный как CLI или Amiga Shell). Это была среда, управляемая с клавиатуры, без графического интерфейса Workbench. Позже они могли вызвать её с помощью команды CLI/SHELL "LoadWB", которая загружала графический интерфейс Workbench. Одним из ключевых отличий от других операционных систем того времени (и в течение некоторого времени после) была полностью многозадачная операционная система Amiga, мощная встроенная система анимации с использованием аппаратного блиттера и коперпроцессора, а также четыре канала 26 кГц 8-битного сэмплированного звука. Это сделало Amiga первым мультимедийным компьютером за несколько лет до появления других операционных систем. Как и большинство графических интерфейсов того времени, Amiga's Intuition ориентировалась на разработки Xerox и иногда Apple. Но был включен интерфейс командной строки, который значительно расширил функциональность платформы. Однако CLI/Shell Amiga – это не просто простой текстовый интерфейс, как в MS DOS, а отдельный графический процесс, управляемый Intuition, и использующий те же элементы, что и графическая библиотека Amiga. Интерфейс CLI/Shell интегрируется с Workbench, разделяя с графическим интерфейсом привилегии. Amiga Workbench продолжала развиваться в 1990-х годах, даже после банкротства Commodore в 1994 году.
Артур / RISC OS
RISC OS /r//ɪ//s//k//oʊ/'/ɛ//s/ – серия компьютерных операционных систем (ОС) с графическим пользовательским интерфейсом, разработанных для систем на архитектуре ARM. Свое название система получила от поддерживаемой архитектуры RISC (Reduced Instruction Set Computer). Операционная система была первоначально разработана компанией Acorn Computers для использования в линейке персональных компьютеров Archimedes 1987 года выпуска, оснащенных процессорами Acorn RISC Machine (ARM). Она включает в себя интерфейс командной строки и графическую среду с оконной системой. Первоначально выпускавшаяся под брендом Arthur 1.20, последующая версия Arthur 2 поставлялась под названием RISC OS 2.
Настольный стол
Интерфейс WIMP включает в себя три кнопки мыши (названные Select, Menu и Adjust), контекстные меню, управление стеком окон (т.е. отправка в фон) и динамическую фокусировку окна (окно может получать фокус ввода в любом положении на стеке). Панель значков (Dock) содержит значки, представляющие подключенные дисковые накопители, диски RAM, сетевые каталоги, запущенные приложения, системные утилиты, а также закрепленные: файлы, каталоги или неактивные приложения. Эти значки и открытые окна имеют контекстные меню и поддерживают перетаскивание. Они представляют запущенное приложение в целом, независимо от того, открыты у него окна или нет. Приложение контролирует контекстные меню, а недоступные пункты меню могут быть "затенены", чтобы указать на их неактивность. Меню имеют собственные заголовки и могут перемещаться по рабочему столу пользователем. Любое меню может содержать дополнительные подменю или новое окно для сложных выборов. Графический интерфейс пользователя (GUI) построен вокруг концепции файлов. Файлер отображает содержимое диска. Приложения запускаются из окна Файлера, а файлы можно перетаскивать из приложений в окно Файлера для сохранения. Обратная операция позволяет загрузить файл. Благодаря этому данные можно копировать или перемещать непосредственно между приложениями путем сохранения (перетаскивания) в другое приложение. Каталоги приложений используются для хранения приложений. Операционная система отличает их от обычных каталогов с помощью префикса pling (восклицательный знак, также называемый shriek). Двойной щелчок по такому каталогу запускает приложение, а не открывает каталог. Исполняемые файлы и ресурсы приложения находятся внутри каталога, но обычно скрыты от пользователя. Благодаря тому, что приложения самодостаточны, возможна установка и удаление путем перетаскивания. Файлы обычно имеют тип. RISC OS имеет некоторые предопределенные типы. Приложения могут расширять набор известных типов. Двойной щелчок по файлу с известным типом запускает соответствующее приложение для его открытия. Руководство по стилю RISC OS поощряет единообразный внешний вид и поведение приложений. Оно было представлено в RISC OS 3 и определяет внешний вид и поведение приложений. Основные приложения, поставляемые Acorn, не были обновлены в соответствии с руководством до выхода версии Select в 2001 году.
Управление шрифтом
Менеджер контурных шрифтов обеспечивает сглаживание шрифтов с использованием пространственного антиалиасинга, и эта ОС стала первой операционной системой, включившей такую функцию, сделав это еще до января 1989 года. Начиная с 1994 года, в RISC OS 3.5 появилась возможность использовать антиалиасированный контурный шрифт в WindowManager для элементов пользовательского интерфейса, вместо растрового шрифта системы, использовавшегося в предыдущих версиях.
Файловые менеджеры и пакеты утилит MS-DOS
Поскольку большинству самых ранних IBM PC и совместимых с ними устройств не хватало каких-либо общих возможностей истинной графики (они использовали 80-колонный базовый текстовый режим, совместимый с оригинальным адаптером отображения MDA), возникла серия файловых менеджеров, включая Microsoft DOS Shell, который включал в себя типичные элементы графического интерфейса пользователя, такие как меню, кнопки, списки с полосами прокрутки и указатель мыши. Позже было придумано название «текстовый пользовательский интерфейс» для обозначения этого типа интерфейса. Многие текстовые приложения MS DOS, такие как редактор текста по умолчанию для MS DOS 5.0 (и связанные инструменты, такие как QBasic), также использовали ту же философию. IBM DOS Shell, поставляемый с IBM DOS 5.0 (около 1992 года), поддерживал как текстовые режимы отображения, так и режимы отображения реальной графики, что делало его одновременно TUI и GUI, в зависимости от выбранного режима. Продвинутые файловые менеджеры для MS DOS могли переопределять формы символов с помощью EGA и более совершенных адаптеров отображения, предоставляя некоторые базовые иконки низкого разрешения и элементы графического интерфейса, включая стрелку (вместо цветного блока ячеек) для указателя мыши. Если адаптер дисплея не может изменять формы символов, то по умолчанию используется набор символов CP437, хранящийся в ПЗУ адаптера. Некоторые популярные пакеты утилит для MS DOS, такие как Norton Utilities (на изображении) и PC Tools, также использовали эти методы. DESQview была многозадачной программой в текстовом режиме, представленная в июле 1985 года. Работающая поверх MS DOS, она позволяла пользователям одновременно запускать несколько программ DOS в окнах. Это была первая программа, которая предоставила многозадачность и оконные возможности в среде DOS, в которой можно было использовать существующие программы DOS. DESQview не был полноценным графическим пользовательским интерфейсом, но предлагал некоторые его компоненты, такие как окна с изменяемым размером, перекрывающиеся окна и управление с помощью мыши.
Приложения под MS-DOS с проприетарными графическими интерфейсами
До эпохи MS Windows и при отсутствии единого общепринятого графического интерфейса пользователя в MS DOS, большинство графических приложений, работавших с EGA, VGA и более продвинутыми графическими картами, имели собственные проприетарные графические интерфейсы. Одним из наиболее известных таких приложений был Deluxe Paint – популярный графический редактор с типичным WIMP-интерфейсом. Оригинальный исполняемый файл Adobe Acrobat Reader для MS DOS мог запускаться как в стандартном графическом окружении Windows 3.x, так и из командной строки DOS. При запуске из командной строки на компьютере с VGA-видеокартой, он отображал собственный графический интерфейс.
Microsoft Windows (версии на 16 бит)
Windows 1.0, графический интерфейс для операционной системы MS DOS, был выпущен в 1985 году. Реакция рынка была не слишком положительной. Затем последовала Windows 2.0, но настоящая популярность пришла с выпуском Windows 3.0 в 1990 году, основанной на Common User Access. С тех пор графический интерфейс претерпел незначительные изменения в дизайне, в основном благодаря Windows 3.11 с поддержкой сетевого взаимодействия и 32-битному патчу Win32s. 16-битная линейка MS Windows была прекращена с появлением Windows 95 и Windows NT с 32-битной архитектурой в 1990-х годах. См. следующий раздел. Главное окно приложения может занимать весь экран в развернутом состоянии. Пользователям необходимо переключаться между развернутыми приложениями с помощью сочетания клавиш Alt+Tab; альтернативного способа с использованием мыши, кроме сворачивания окна, нет. Если ни одно из окон работающих приложений не развернуто, переключение можно выполнить, щелкнув по частично видимому окну, как это обычно делается в других графических интерфейсах. В 1988 году Apple подала в суд на Microsoft за нарушение авторских прав на графический интерфейс Lisa и Apple Macintosh. Судебное разбирательство длилось 4 года, после чего почти все иски Apple были отклонены по формальному признаку договора. Последующие апелляции Apple также были отклонены. По всей видимости, Microsoft и Apple достигли окончательного частного соглашения по этому вопросу в 1997 году.
ГЭОС
GEOS был запущен в 1986 году, изначально разработанный для 8-битного домашнего компьютера Commodore 64, а вскоре после этого и для серии Apple II. Позже компания использовала это название для PC/Geos на системах IBM PC, а затем для Geoworks Ensemble. В состав пакета входили несколько прикладных программ, таких как календарь и текстовый редактор. Урезанная версия послужила основой для DOS-клиента America Online. По сравнению с конкурирующим графическим интерфейсом Windows 3.0, он мог достаточно хорошо работать на менее мощном оборудовании, но политика разработчика, ограничивавшая сторонних разработчиков, помешала ему стать серьезным конкурентом. К тому же, он был ориентирован на 8-битные машины, в то время как наступала эпоха 16-битных компьютеров.
Система X Window
Стандартной оконной системой в мире Unix является X Window System (обычно X11 или X), впервые выпущенная в середине 1980-х годов. Система окон W (1983) была предшественницей X; X был разработан в MIT в рамках проекта Athena. Его первоначальной целью было предоставить пользователям новых графических терминалов доступ к удаленным графическим рабочим станциям, независимо от операционной системы рабочей станции или ее аппаратного обеспечения. Благодаря широкой доступности исходного кода X, он стал стандартным уровнем для управления графическими и устройствами ввода/вывода, а также для создания локальных и удаленных графических интерфейсов практически во всех Unix, Linux и других Unix-подобных операционных системах, за исключением macOS и Android. X позволяет пользователю графического терминала использовать удаленные сетевые ресурсы так, как если бы они находились локально, запуская единственный программный модуль, называемый X-сервером. Программное обеспечение, работающее на удаленной машине, называется клиентским приложением. Сетевые протоколы прозрачности X позволяют отделить части приложения, отвечающие за отображение и ввод, от остальной части приложения и "предоставлять" их любому из множества удаленных пользователей. X доступен сегодня как свободное программное обеспечение.
Новые
На основе PostScript NeWS (Network extensible Window System) была разработана компанией Sun Microsystems в середине 1980-х годов. В течение нескольких лет SunOS включала оконную систему, сочетающую NeWS и X Window System. Несмотря на то, что некоторые специалисты считали NeWS технически изящной системой, Sun в конечном итоге прекратила её поддержку. В отличие от X, NeWS всегда была проприетарным программным обеспечением.
1990-е годы: распространение настольных компьютеров
Широкое распространение персональных компьютеров в домах и малых предприятиях сделало компьютеры популярными среди людей, не имевших специального образования. Это создало быстрорастущий рынок, открывший возможности для коммерческого использования удобных интерфейсов и сделавший экономически целесообразным постепенное улучшение существующих графических пользовательских интерфейсов для домашних систем. Распространение дисплейных адаптеров с поддержкой высокой и истинной цветопередачи, обеспечивающих тысячи и миллионы цветов, а также более быстрые процессоры, ускоренные графические карты, более дешевая оперативная память, накопители, объём которых увеличился на порядки (от мегабайт до гигабайт), и большая пропускная способность телекоммуникационных сетей по более низкой цене – всё это способствовало созданию среды, в которой обычный пользователь мог использовать сложные графические интерфейсы, которые стали уделять больше внимания эстетике.
Windows 95 и "компьютер в каждом доме"
После Windows 3.11 Microsoft начала разработку новой версии операционной системы, ориентированной на потребителей. Windows 95 была задумана как интеграция ранее раздельных продуктов Microsoft MS DOS и Windows и включала расширенную версию DOS, часто называемую MS DOS 7.0. Она также представляла собой значительный редизайн графического интерфейса, получивший кодовое название "Каир". Хотя "Каир" так и не был реализован полностью, некоторые его элементы были включены в последующие версии операционной системы, начиная с Windows 95. Win95 и WinNT могли запускать 32-битные приложения и использовать возможности процессора Intel 80386, такие как прерывистая многозадачность и до 4 ГБ линейного адресного пространства памяти. Windows 95 позиционировалась как 32-битная операционная система, но фактически была основана на гибридном ядре (VWIN32. VXD) с 16-битным пользовательским интерфейсом (USER. EXE) и графическим интерфейсом устройства (GDI. EXE) из Windows для рабочих групп (3.11), который имел 16-битные компоненты ядра и 32-битную подсистему (USER32. DLL и GDI32. DLL), позволяющую запускать как 16-битные, так и 32-битные приложения. Windows 95 имела огромный успех на рынке, стимулируя общий переход на 32-битную технологию и став самой успешной операционной системой за всю историю, в течение года-двух после своего выпуска. Сопровождаемая масштабной маркетинговой кампанией, Windows 95 быстро стала самой популярной настольной операционной системой. С Windows 95 начались "войны браузеров", когда Всемирная паутина стала привлекать большое внимание в популярной культуре и средствах массовой информации. Microsoft поначалу не увидела потенциала в Интернете, и Windows 95 поставлялась с собственной онлайн-службой The Microsoft Network, доступ к которой осуществлялся только по коммутируемой линии и которая использовалась в основном для собственного контента, а не для доступа в Интернет. С выпуском Netscape Navigator и Internet Explorer в течение следующих нескольких лет Microsoft использовала свое доминирование на рынке настольных компьютеров, чтобы продвигать свой браузер и формировать экосистему Интернета, в основном как монокультуру. Windows 95 эволюционировала в Windows 98 и Windows ME. Windows ME была последней операционной системой в линейке, основанной на Windows 3.x. Windows прошла параллельный 32-битный путь развития, где Windows NT 3.1 была выпущена в 1993 году. Windows NT (New Technology) была изначально 32-битной операционной системой с новой моделью драйверов, основанной на Unicode и обеспечивающей реальное разделение приложений. Windows NT также поддерживала 16-битные приложения в среде NTVDM, но не поддерживала драйверы на основе VxD. Windows 95 планировалось выпустить раньше 1993 года как предшественницу Windows NT. Идея заключалась в стимулировании разработки 32-битных приложений с обратной совместимостью, что должно было подготовить почву для более успешного выпуска NT. После нескольких задержек Windows 95 была выпущена без поддержки Unicode и с использованием модели драйверов VxD. Windows NT 3.1 эволюционировала в Windows NT 3.5, 3.51, а затем в 4.0, когда она наконец-то получила интерфейс, аналогичный Windows 9x, и кнопку "Пуск". Эволюция продолжилась с Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, а затем Windows 7. Windows XP и более поздние версии также были доступны в 64-битных режимах. Продукты Windows Server выделились в отдельную ветвь с выпуском Windows Server 2003 (доступной в 32-битных и 64-битных версиях IA64 или x64), затем Windows Server 2008 и Windows Server 2008 R2. Windows 2000 и XP имели общий базовый графический интерфейс, хотя XP представила визуальные стили. С Windows 98 была представлена тема Active Desktop, позволяющая использовать HTML для оформления рабочего стола, но эта функция не была хорошо принята пользователями, которые часто отключали ее. В конечном итоге Windows Vista окончательно отказалась от нее, заменив новой панелью SideBar.
Mac OS
С 1984 года графический интерфейс Macintosh был пересмотрен несколько раз, с основными обновлениями, включая System 7 и Mac OS 8. Он претерпел свою самую масштабную переработку на сегодняшний день с представлением интерфейса "Aqua" в Mac OS X 2001 года. Это была новая операционная система, построенная главным образом на технологиях NeXTSTEP, с элементами пользовательского интерфейса оригинальной Mac OS. macOS использует технологию Quartz для рендеринга графики и отрисовки на экране. Некоторые элементы интерфейса macOS унаследованы от NeXTSTEP (такие как Dock, автоматический курсор ожидания или окна с двойной буферизацией, обеспечивающие чёткое изображение и перерисовку окон без мерцания), а другие – от старой операционной системы Mac OS (единая системная панель меню). Mac OS X 10.3 представила функции для повышения удобства использования, включая Exposé, предназначенную для упрощения поиска открытых окон. В Mac OS X 10.4, выпущенной в апреле 2005 года, были добавлены новые функции, такие как Dashboard (виртуальный альтернативный рабочий стол для небольших специализированных приложений) и инструмент поиска Spotlight, предоставляющий пользователям возможность искать файлы вместо просмотра папок. Mac OS X 10.7, выпущенная в июле 2011 года, включила поддержку полноэкранных приложений, а Mac OS X 10.11 (El Capitan), выпущенная в сентябре 2015 года, поддерживает создание разделенного экрана в полноэкранном режиме нажатием на зелёную кнопку в левом верхнем углу окна или сочетанием клавиш Control+Cmd+F.
ГУИ, построенные на системе X Window
В первые дни разработки X Window, Sun Microsystems и AT&T пытались продвигать графический стандарт OPEN LOOK в конкуренции с Motif. OPEN LOOK был разработан с нуля совместно с Xerox, а Motif – результатом коллективных усилий. В конечном итоге Motif стал более популярным и послужил основой для Visual User Environment (VUE) компании Hewlett Packard, которая впоследствии превратилась в Common Desktop Environment (CDE). В конце 1990-х годов наблюдался значительный рост в мире Unix, особенно в сообществе свободного программного обеспечения. Вокруг Linux и подобных операционных систем, основанных на X Window System, возникли новые направления в разработке графических рабочих сред. Новый акцент на предоставлении пользователю интегрированного и единообразного интерфейса привёл к появлению новых сред рабочего стола, таких как KDE Plasma 5, GNOME и Xfce, которые превзошли CDE по популярности как на Unix, так и на Unix-подобных операционных системах. Внешний вид и поведение Xfce, KDE и GNOME, как правило, изменяются быстрее и менее формализованы, чем в более ранних средах OPEN LOOK и Motif.
Амига
Позже в новых версиях были добавлены улучшения по сравнению с оригинальным Workbench, такие как поддержка высокоцветных экранов, контекстных меню и рельефные 2D-иконки с эффектом псевдо-3D. Некоторые пользователи Amiga предпочитали альтернативные интерфейсы стандартному Workbench, например Directory Opus Magellan. Использование усовершенствованных сторонних графических движков стало обычным явлением среди пользователей, которым нравились более привлекательные интерфейсы, такие как Magic User Interface (MUI) и ReAction. Эти объектно-ориентированные графические движки, управляемые классами и методами пользовательского интерфейса, впоследствии были стандартизированы в среде Amiga и превратили Amiga Workbench в полноценный и современный интерфейс с управляемыми элементами, новыми стандартными гаджетами, анимированными кнопками, настоящими 24-битными цветными иконками, расширенным использованием обоев для экранов и окон, альфа-каналом, прозрачностью и тенями, как и в любом современном графическом интерфейсе. Современные производные Workbench включают Ambient для MorphOS, Scalos, Workbench для AmigaOS 4 и Wanderer для AROS. Краткая статья об Ambient и описания иконок, меню и гаджетов MUI доступны на сайте aps.fr, а изображения Zune – на главной странице AROS. Использование объектно-ориентированных графических движков кардинально меняет внешний вид и восприятие графического интерфейса, приводя его в соответствие с актуальными руководствами по стилю.
OS/2
Первоначально разработанная совместно Microsoft и IBM для замены DOS, OS/2 версия 1.0 (выпущенная в 1987 году) вообще не имела графического интерфейса. Версия 1.1 (выпущенная в 1988 году) включала Presentation Manager (PM), реализацию IBM Common User Access, которая во многом напоминала интерфейс Windows 3.1 более поздних версий. После разрыва с Microsoft, IBM разработала Workplace Shell (WPS) для версии 2.0 (выпущенной в 1992 году) – весьма радикальный объектно-ориентированный подход к графическим интерфейсам. Позднее Microsoft во многом повторила этот стиль в Windows 95.
Следующий шаг
Пользовательский интерфейс NeXTSTEP использовался в компьютерах линейки NeXT. Первая основная версия NeXTSTEP была выпущена в 1989 году. В качестве графической основы он использовал Display PostScript. Наиболее заметной особенностью интерфейса NeXTSTEP была панель Dock, перенесенная с некоторыми изменениями в Mac OS X, а также другие незначительные детали интерфейса, которые, по мнению некоторых, делали его более удобным и интуитивно понятным, чем предыдущие графические интерфейсы. Графический интерфейс NeXTSTEP стал первым, реализовавшим возможность перетаскивания окон с полупрозрачным отображением содержимого, на машине, которая по современным меркам была относительно слабой, и оптимально функционировал при использовании высокопроизводительного графического оборудования.
BeOS
BeOS была разработана на специализированных компьютерах AT&T Hobbit, прежде чем перейти на аппаратную платформу PowerPC командой под руководством бывшего руководителя Apple Жана Луи Гассе как альтернатива Mac OS. Позже BeOS была портирована на аппаратное обеспечение Intel. В её основе лежало объектно-ориентированное ядро, разработанное компанией Be, и вместо X Window System использовался другой графический интерфейс, созданный с нуля. Разработчики приложили значительные усилия, чтобы сделать её эффективной платформой для мультимедийных приложений. В 2001 году компания Be Inc. была приобретена PalmSource, Inc. (в то время Palm Inc.). Графический интерфейс BeOS продолжает жить в Haiku – программной реализации с открытым исходным кодом, вдохновлённой BeOS.
Мобильные устройства
General Magic фактически является прародителем всех современных графических интерфейсов смартфонов, то есть основанных на сенсорных экранах, включая iPhone и другие. В 2007 году, с появлением iPhone, а затем в 2010 году с выходом iPad, Apple популяризировала стиль взаимодействия для мультитач-экранов, и эти устройства стали вехами в развитии мобильных устройств. Другие портативные устройства, такие как MP3-плееры и мобильные телефоны, в последние годы стали быстро развивающейся областью применения графических интерфейсов. С середины 2000-х годов подавляющее большинство портативных устройств перешло на экраны с высоким разрешением и большим размером. (Например, дисплей Galaxy Note 4 с разрешением 2560 × 1440 пикселей). Благодаря этому, эти устройства имеют собственные известные пользовательские интерфейсы и операционные системы, вокруг которых сформировались крупные сообщества энтузиастов, занимающихся созданием собственных визуальных элементов, таких как значки, меню, обои и многое другое. Интерфейсы Post WIMP часто используются в этих мобильных устройствах, где традиционные устройства указания, необходимые для десктопной метафоры, непрактичны. Поскольку мощное графическое оборудование потребляет значительное количество энергии и выделяет много тепла, многие 3D-эффекты, разработанные в период с 2000 по 2010 год, не подходят для этого класса устройств. Это привело к разработке более простых интерфейсов, делающих акцент на двумерности, как, например, в интерфейсе Metro (Modern) UI, впервые использованном в Windows 8, и в редизайне Gmail 2012 года.
3D пользовательский интерфейс
В первом десятилетии 21-го века быстрое развитие графических процессоров привело к тенденции включения 3D-эффектов в управление окнами. Это основано на экспериментальных исследованиях в области дизайна пользовательского интерфейса, направленных на расширение выразительных возможностей существующих инструментариев для усиления физических подсказок, обеспечивающих прямое манипулирование. Новые эффекты, распространенные в нескольких проектах, включают изменение масштаба и масштабирование, различные преобразования и анимации окон (колеблющиеся окна, плавное сворачивание в системный трей), композицию изображений (используемую для теней окон и прозрачности), а также улучшение глобальной организации открытых окон (масштабирование до виртуальных рабочих столов, куб рабочего стола, Exposé и т.д.). Концептуальный прототип BumpTop объединяет физическое представление документов с инструментами для классификации документов, возможными только в смоделированной среде, такими как мгновенная перестановка и автоматическая группировка связанных документов. Популярность этих эффектов обусловлена широким распространением 3D-видеокарт (в основном благодаря играм), которые позволяют выполнять сложную визуальную обработку с минимальной нагрузкой на центральный процессор, используя 3D-ускорение в большинстве современных графических карт для рендеринга клиентских приложений в 3D-сцене. Окно приложения отрисовывается вне экрана в буфере пикселей, а видеокарта рендерит его в 3D-сцену. Это может иметь преимущество в переносе части рендеринга окна на графический процессор видеокарты, тем самым снижая нагрузку на основной процессор, но для этого должны быть доступны соответствующие возможности видеокарты. Примеры программного обеспечения с 3D-пользовательским интерфейсом включают Xgl и Compiz от Novell, а также AIGLX, поставляемый с Red Hat/Fedora. Quartz Extreme для macOS и интерфейс Aero в Windows 7 и Vista используют 3D-рендеринг для эффектов затенения и прозрачности, а также для функций Exposé и Windows Flip и Flip 3D соответственно. Windows Vista использует Direct3D для этого, в то время как другие интерфейсы используют OpenGL.
Интерфейс ноутбука
Интерфейс блокнотов широко используется в науке о данных и других областях исследований. Блокноты позволяют пользователям объединять текст, вычисления и графики в одном интерфейсе, что было невозможно при использовании интерфейса командной строки.
Виртуальная реальность и присутствие
Устройства виртуальной реальности, такие как Oculus Rift и PlayStation VR от Sony (ранее Project Morpheus), стремятся обеспечить пользователям ощущение присутствия – восприятие полного погружения в виртуальную среду.