计算机速成课Crash Course - 26. 图形用户界面
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26. 图形用户界面
我们上集最后，谈了苹果在1984年发布的 Macintosh，这是普通人可以买到的，第一台带图形用户界面的计算机，还带一个鼠标。
那时的计算机全是命令行，图形界面是个革命性进展。
不必记住或猜正确的命令，图形界面直接显示了，你可以做什么，只要在屏幕上找选项就行了。
这是一个"选择并点击"的界面，突然间计算机更直观了，不只是爱好者或科学家能用计算机，任何人都可以用计算机解决问题。
人们认为是 Macintosh，把图形用户界面（GUI）变成主流，但实际上图形界面是数十年研究的成果。
前几集，我们讨论了早期的交互式图形程序，比如 Sketchpad 和太空战争，都是1962年制作的，但都是一次性项目，不是整合良好的体验。
现代图形界面的先驱，可以说是 道格拉斯·恩格尔巴特。
让我们进入思想泡泡~~
二战期间，恩格尔巴特 驻扎在菲律宾做雷达操作员，他读了万尼瓦尔·布什 的 Memex 文章，这些文章启发了他。
当他海军服役结束时，他回到学校，1955年在 UCB 取得博士学位，他沉溺于新兴的计算机领域。
他在1962年一份开创性报告中汇集了各种想法，报告名为："增强人类智力"，恩格尔巴特认为，人类面临的问题，比解决问题的能力增长得更快，因此，找到增强智力的方法，似乎是必要且值得一做的目标。
他构想计算机不仅做自动化工作，也可以成为未来知识型员工，应对复杂问题的工具。
伊凡·苏泽兰 的"几何画板"，进一步启发了 恩格尔巴特，他决定动手把愿景变为现实，开始招募团队来做 oN-Line System，他意识到如果只有键盘，对他想搭建的程序来说是不够的。
用他的话说："我们设想人们用计算机辅助工作站来增强工作，用户需要和屏幕上的信息互动，用某种设备在屏幕上移动[光标]"
1964年，和同事比尔·英格利希的共同努力下，他创造了第一个计算机鼠标，尾部有一根线，看起来很像老鼠，因此"鼠标"这个名字沿用了下来。
谢了思想泡泡~~
1968年，恩格尔巴特在"秋季计算机联合会议"展示了他的系统，这次演示被视为如今所有演示的祖先。
演示有90分钟，展现了现代计算机的许多功能：包括位图图像、视频会议、文字处理和 实时协作编辑文件，还有现代图形界面的原型，比如鼠标和多窗口- 不过窗口不能重叠。
远远先于那个时代，就像其它"跨时代"的产品一样，它最终失败了，至少商业上是这样，但它对当时的计算机研究者影响巨大。恩格尔巴特 因此获得1997年图灵奖。
政府资金在 1970 年代初开始减少，我们在两集前说过（第24集：冷战和消费主义）那时，恩格尔巴特团队里的许多人，包括比尔·英格利希，去了施乐公司新成立的"帕洛阿尔托研究中心"，更为人熟知的名字是 Xerox PARC。
他们在这里开发了第一台带真正 GUI 的计算机：施乐奥托于1973年完成，为了让计算机易于使用，需要的不只是花哨的图形，还要借助一些人们已经熟悉的概念，让人们不用培训就能很快明白如何使用。
施乐的答案是将2D屏幕当作"桌面"，就像桌面上放很多文件一样，用户可以打开多个程序，每个程序都在一个框里，叫"窗口"。
就像桌上的文件一样，窗口可以重叠，挡住后面的东西，还有桌面配件，比如计算器和时钟。
用户可以把配件在屏幕上四处移动，它不是现实桌面的完美复制，而是用桌面这种隐喻，因此叫"桌面隐喻"
有很多方法来设计界面，但 Alto 团队用窗口，图标，菜单和指针来做，因此叫 WIMP 界面，如今大部分图形界面都用这个。
它还提供了一套基本部件，可复用的基本元素，比如按钮，打勾框，滑动条和标签页，这些也来自现实世界，让人们有熟悉感。
GUI 程序就是这些小组件组成的，让我们试着写一个简单例子。
首先，我们必须告诉操作系统，为程序创建一个窗口，我们通过 GUI API 实现，需要指定窗口的名字和大小，假设是 500×500 像素。
现在再加一些小组件，一个文本框和一个按钮，创建它们需要一些参数。
首先要指定出现在哪个窗口，因为程序可以有多个窗口，还要指定默认文字，窗口中的 X,Y 位置以及宽度和高度。
好，现在我们有个看起来像 GUI 程序的东西，但它还没有功能。
如果点 Roll 按钮，什么也不会发生，在之前的例子中，代码是从上到下执行的，但 GUI 是 "事件驱动编程"，代码可以在任意时间执行以响应事件。
这里是用户触发事件，比如点击按钮，选一个菜单项，或滚动窗口，或一只猫踩过键盘，就会一次触发好多事件！
假设当用户点 Roll 按钮，我们产生1到20之间的随机数，然后在文本框中，显示这个数字，我们可以写一个函数来做。
我们还可以让它变有趣些，假设随机数是 20，就把背景颜色变成血红色！
最后，把代码与"事件"相连，每次点按钮时都触发代码，那么，要设置事件触发时，由哪个函数来处理。
我们可以在初始化函数中，加一行代码来实现，我们要处理的，是"点击"事件，然后函数会处理这个事件。
现在完成了。
可以点按钮点上一整天，每次都会执行 rollD20 函数，这就是程序背后的原理。
在编辑器里点 粗体 或菜单里选 关机，一个处理该事件的函数会触发，希望不会随机到 20。
好，现在回到施乐奥托！大约制作了2000台奥托，有的在施乐公司内部用，有的送给大学实验室，从来没有商业出售过。
然而，PARC 团队不断完善硬件和软件，最终于1981年发布了 施乐之星系统，施乐之星扩展了"桌面隐喻"。
现在文件看起来就像一张纸，还可以存在文件夹里，这些都可以放桌面上，或数字文件柜里，这样来隐喻底层的文件系统。
从用户角度来看，是一层新抽象！
施乐卖的是印刷机，但在文本和图形制作工具领域也有领先。
例如，他们首先使用了"剪切""复制""粘贴"这样的术语，这个比喻来自编辑打字机文件。真的是剪刀"剪切" ，然后胶水"粘贴" 到另一个文件。
然后再复印一次，新文件就是一层了，看不出编辑的痕迹。
感谢计算机的出现！
文字处理软件出现后，这种手工做法就消失了，Apple II 和 Commodore PET 上有文字处理软件，但施乐在这点上走的更远。
无论你在计算机上做什么，文件打印出来应该长得一样，他们叫这个"所见即所得"。
不幸的是，就像恩格尔巴特的 oN-Line System，施乐之星也领先于那个时代，销售量不高，因为在办公室里配一个，相当如今20万美元。
IBM 同年推出了 IBM PC，之后便宜的"IBM兼容"计算机席卷市场，但 PARC 研究人员花了十几年做的这些，没有被浪费。
1979年12月，施乐之星出货前一年半，有个人去施乐公司参观，你可能听说过这个人：史蒂夫·乔布斯，这次参观有很多传闻。
许多人认为，乔布斯和苹果偷走了施乐的创意，但那不是事实。
事实上是施乐公司主动找苹果，希望合作，最终施乐还买了苹果的一百万美元股份，在苹果备受瞩目的 首次公开募股(IPO) 前买的。
但一个额外条款是："公布一切施乐研究中心正在进行的酷工作"，史蒂夫知道他们很厉害，但他完全没预想到这些。
其中有个演示是，一个清晰的位图显示器上，运行着施乐公司的图形界面，操作全靠鼠标直观进行。
史蒂夫后来说："就像拨开了眼前的一层迷纱，我可以看到计算机产业的未来。"史蒂夫和随行的工程师回到苹果公司，开始开发新功能，比如菜单栏和垃圾桶，垃圾桶存删除文件，满了甚至会膨胀 - 再次使用了隐喻。
苹果第一款有图形界面和鼠标的产品，是 1983 年发行的 Apple Lisa，一台超级先进的机器，标了"超级先进"的价格，差不多是如今的 25000 美元。
但在市场上同样失败，幸运的是，苹果还有另一个项目：Macintosh，于 1984 年发布，价格大约是如今的6000美元 - Lisa 的四分之一。
它成功了，开售100天就卖了7万台，但在最初的狂潮后，销售额开始波动，苹果公司卖的 Apple II 比 Mac 多。
一个大问题是：没人给这台新机器做软件，之后情况变得更糟，竞争对手赶上来了，不久，其它价格只有 Mac 几分之一的个人计算机，有了原始但可用的图形界面。
消费者认可它们， PC 软件开发者也认可，随着苹果的财务状况日益严峻，以及和苹果新 CEO 约翰·斯卡利 的关系日益紧张，史蒂夫乔布斯被赶出了苹果公司。
几个月后，微软发布了 Windows 1.0，它也许不如 Mac OS 漂亮，但让微软在市场中站稳脚跟，奠定了统治地位，十年内，95％的个人计算机上都有微软的 Windows。
最初，Mac OS 的爱好者还可以说，Mac 有卓越的图形界面和易用性，Windows 早期版本都是基于 DOS，而 DOS 设计时没想过运行图形界面。
但 Windows 3.1 之后，微软开始开发新的，面向消费者的 GUI 操作系统，叫 Windows 95，这是一个意义非凡的版本，不仅提供精美的界面，还有 Mac OS 没有的高级功能，比如"多任务"和"受保护内存"。Windows 95 引入了许多，如今依然见得到的 GUI 元素，比如开始菜单，任务栏和 Windows 文件管理器。
不过微软也失败过，为了让桌面更简单友好，微软开发了一个产品叫 Microsoft Bob。
将比喻用到极致，现在屏幕上有了一个虚拟房间，程序是物品，可以放在桌子和书架上，甚至还有噼啪作响的壁炉和提供帮助的虚拟狗狗。
你看到那边的门没？是的，那些门通往不同房间，房间里有不同程序。
你可能猜到了，它没有获得成功，这是一个好例子，说明如今的用户界面是自然选择后的结果。
无论你用的是，Windows，Mac，Linux 或其他 GUI，几乎都是施乐奥托 WIMP 的变化版，一路上，人们试了各种做法并失败了，一切都必须发明，测试，改进，适应或抛弃。
如今，图形界面无处不在，使用体验一般只是可以接受，而不是非常好，你肯定体验过差劲的设计。
比如下载了很烂的 App，用过别人糟糕的手机，或者看到过很差的网站，因此，计算机科学家和界面设计师会继续努力工作，做出更好更强大的界面，朝着恩格尔巴特"增强人类智能"的愿景努力。
我们下节课见。
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