圖形操作介面 GUI

[Xerox Alto] 雖然圖形操作介面的早期研究領導者,是 Xerox 公司的 PARC 實驗室, 而且他們也的確生產了易學易用、內附圖形操作介面的個人電腦, 但是 Xerox 公司的計算機產業並未成功。 左邊是最早在 1972 年展出的一款產品:Alto。 我們看到,螢幕是 A4 尺寸的, 鍵盤還很有古風,滑鼠有三個按鍵,而主機還不能做得夠小, 所以要放在桌子下面,而且主機還附輪子。 這款電腦,還附有圖形操作介面的物件導向程式設計環境, 其程式語言就是 SmallTalk。

由於研發的費用非常高,而且當時的硬體技術尚未跟上, 所以這款電腦的價格也就非常之高,最終導至銷售失敗。 但 Alto 畢竟是世界上第一款附有圖形操作介面的個人電腦商品。 由 Kay 所領導的 PARC 研究群, 藉由 Alto 實現了他們的夢想,證實其技術上的可行性, 並為後人帶來一個全新的思考方向。PARC 揭開了 GUI 的序幕, 並為 GUI 設計確定了以下四個要素:

又簡稱為 WIMP

在 Xerox 退出個人電腦市場之後,還是有些公司前仆後繼, 推出附有 GUI 介面的個人電腦。 例如在 1977 年銷售一種連螢幕都沒有的個人電腦而成功的 Atari, 後來靠電玩賺了很多錢,然後大筆投資,不但要做 GUI,甚至想要發展 3D 動畫。 我還記得,1980 年初期,Atari 是櫥窗中最令人掉口水的電腦。 可是,仍然因為價格過高,而且硬體其實尚未跟上,Atari 最後以倒閉收場。

蘋果公司 (Apple) 在 1982 年推出 Lisa,想要在 Apple II 之後製造第二波風潮, 結果差點兒要了蘋果公司的命。 後來蘋果公司去除一些太過理想化的部分,將 Lisa 簡化成麥金塔 (Macintosh), 在 1985 年左右才重新站穩了市場。 當時它矮胖可愛的身軀,九吋灰階小螢幕, 右下角一條似笑非笑的 3.5 吋磁碟片槽, 配合圖形介面作業系統,和一隻只有一個按鍵的滑鼠, 受到很多「另類電腦使用者」的愛戴。 這批使用者很驕傲地自稱為 the rest of us。 麥金塔機型銷售得非常成功,一直改版延續到今天。

所以,經過將近 20 年的研究,10 年的開發, 並且犧牲了好幾個有理想、有創意的電腦企業家, 附有 GUI 的個人電腦,才終於擠進了電腦消費市場。 而蘋果公司的麥金塔是第一個成功的商品。 它的作業系統,就叫做 Mac OS。

[Wozniak's Blue Box] 蘋果公司是 1978 年由 Steve Jobs 和 Steve Wozniak 在車庫中開始的一家傳奇公司。 他們的 Apple II (蘋果二號) 幾乎當時唯一銷售成功的個人電腦。 這兩個人當中,Steve Jobs 是具有高度創意的點子王, 而 Steve Wozniak 則是個電子奇才。 Wozniak 的第一份作品,稱為「藍盒子」,是在柏克萊的學生宿舍裡製造出來的。 它會發出一種特定頻率的聲音,騙過電話公司, 讓人可以免費撥長途電話。左邊就是「藍盒子」的英姿。

Steve Jobs 曾經參觀 PARC 實驗室,並對於圖形操作介面保持高度的興趣。 或許這導至他雇用 Raskin 來發展麥金塔電腦。 Raskin 在 1967 年寫的博士論文,主題就是 GUI。 1970 初期,他是 UCSD (加州大學聖地亞哥分校) 的教授和計算機中心主任。 雖然 Raskin 起始了 Mac 計畫,但在 Mac 完成之前,就離開去設計別的電腦系統。 PARC 的滑鼠原本有三個按鍵,Raskin 認為只要一個就可以了。 如今 GUI 中,桌面與抽屜的隱喻,也是 Raskin 的創意。

微軟公司企圖不落人後地在 1985 年左右推出第一代的 MS-Windows。 這是一個架在 MS-DOS 作業系統之上的圖形操作介面。 嚴格來說這個產品就只是一個介面,它自己不是一個作業系統。 在當時的 80286 IBM AT 機器上,簡直是轉不開身。 但是後來一直發展到 1990 年代的 Windows 3.1,如果配合 80486 的 PC 來使用, 其效果可以被人接受。 因為微軟的視窗設計與蘋果的設計過於類似, 而且微軟是因為受蘋果委託設計 Excel,取得 Mac OS 的內部設計資料之後, 才設計了他自己的 Windows 介面。 所以,蘋果後來控告微軟剽竊。但是在法律技術上,蘋果未能勝訴。

到了今天,微軟的 Windows95/98/NT/2000 系列產品,算是徹底改造, 使得它真正是個圖形介面的作業系統, 而不再是個文字介面作業系統的外加圖形介面而已。 很明顯地,微軟是最後一個進入市場的 GUI 軟體公司。 他所花費的研發成本最少,他所需要的市場實驗最少, 他的原創性點子和發明也最少,但是他賺的錢最多。 這個故事似乎在告訴年輕人,不要太有理想、有創意, 要心黑臉皮厚,而且要不惜一切奪取市場。 所以,姑且不論微軟的技術和品質如何, 他的故事,基本上就已經是社會青年的一個負面教材 --- 如果我們還想要提倡道德與創意的話。

在另一條線上,MIT 研發一種可以透過網路、 在不同的計算機上運作的圖形操作介面。 其研究成果就是 X 視窗系統,從 1986 開始公布。它通常架設在 UNIX 系統之上。 這個視窗系統,原是美國 Carnegie-Mellon 大學的 W 計畫 (Window 的第一個字母)。 後來到了 MIT,他們就選 X 字母作為計畫代號,因為 X 是 W 的下一個字母。 1988 年,成立了 X Consortium 來維護與整合 X 視窗的發展。 後來由 Open Group 接手。

X 視窗系統是一套基礎架構,它本身並不規定圖形介面的外觀設計。 其外觀及操作設計,由一套稱為視窗管理員 (window manager) 的程式來決定。 就像文字操作介面的外殼一樣,使用者可以自行選擇合意的視窗管理員。 X 視窗和大部分的視窗管理員,屬於水牛精神的公開軟體。 以下是幾種常見的視窗管理員,欣賞並比較它們的外觀:

Window-Maker (附說明)

AfterStep (GIF 圖)

KDE (GIF 圖)

FVWM (GIF 圖)

FVWM-95 (GIF 圖)

CDE (GIF 圖)

UNIX 使用者通常是先進入文字操作介面的 UNIX 工作站, 然後再視需要執行 X 視窗系統。 但近來有許多 UNIX 工作站,已經內建 X 視窗。因此, 使用者的簽入 (login) 畫面,已經是圖形介面, 而且一旦進入 UNIX 系統,就已經在 X 視窗環境內。

[ 一些 UNIX 工作站的 GUI 簽入畫面 ]

課外讀物:
[1] David K. Every 主持的 MacKido (將「合氣道」改成「麥氣道」), 其中有使用者介面 (UI: User Interface) 的綜合介紹。 http://www.mackido.com/Interface/ui_history.html
[2] X.Org consortium 之首頁: http://www.x.org
[3] Matt Chapman 主持的 X 視窗管理員綜合介紹。 http://www.plig.org/~xwinman


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