Графический пользовательский интерфейс - Graphical user interface

Временный графический интерфейс Dynabook (Smalltalk-76, работающий на Xerox Alto )

В графический интерфейс пользователя (GUI /яjuːˈаɪ/ ну и дела[1][Примечание 1] или же /ˈɡuя/[2]) является формой пользовательский интерфейс это позволяет пользователи к взаимодействовать с электронными устройствами через графический иконки и звуковой индикатор, такой как первичная нотация, вместо текстовые пользовательские интерфейсы, введенные метки команд или текстовая навигация. Графические интерфейсы пользователя были введены в ответ на кажущееся крутое кривая обучения из интерфейсы командной строки (CLI),[3][4][5] которые требуют ввода команд на компьютерная клавиатура.

Действия в графическом интерфейсе обычно выполняются через прямая манипуляция графических элементов.[6][7][8] Помимо компьютеров, графические интерфейсы используются во многих портативных устройствах. мобильные устройства Такие как MP3 плееры, портативные медиаплееры, игровые устройства, смартфоны и меньшее домашнее хозяйство, офис и промышленный контроль. Период, термин GUI обычно не применяется к другим, более низкимразрешение экрана типы интерфейсов, Такие как видеоигры (куда проекционный дисплей (HUD )[9] предпочтительно) или без плоских экранов, например объемные дисплеи[10] поскольку этот термин ограничен рамками двумерных экранов отображения, способных описывать общую информацию, в традициях Информатика исследования в Исследовательский центр Xerox в Пало-Альто.

Пользовательский интерфейс и дизайн взаимодействия

Графический интерфейс пользователя представлен (отображается) на экране компьютера. Это результат обработанного пользовательского ввода и обычно является основным интерфейсом для взаимодействия человека с машиной. В сенсорный пользовательский интерфейс популярными на небольших мобильных устройствах являются наложение визуального вывода на визуальный ввод.

Разработка визуальной композиции и временного поведения графического интерфейса - важная часть программное обеспечение программирование в области взаимодействие человека с компьютером. Его цель - повысить эффективность и простоту использования основного логического дизайна хранимого программа, дисциплина дизайна под названием удобство использования. Методы ориентированный на пользователя дизайн используются для обеспечения того, чтобы визуальный язык, представленный в дизайне, соответствовал задачам.

Видимые функции графического интерфейса приложения иногда называют хром или же GUI (произносится липкий).[11][12] Обычно пользователи взаимодействуют с информацией, манипулируя визуальными виджеты которые позволяют взаимодействовать с типом данных, которые они хранят. Виджеты хорошо продуманного интерфейса выбираются для поддержки действий, необходимых для достижения целей пользователей. А модель – представление – контроллер позволяет гибкие структуры, в которых интерфейс не зависит от функций приложения и косвенно связан с ними, поэтому графический интерфейс можно легко настроить. Это позволяет пользователям выбирать или создавать различные кожа по желанию и упрощает работу дизайнера по изменению интерфейса по мере развития потребностей пользователя. Хороший дизайн пользовательского интерфейса больше относится к пользователям, а к архитектуре системы меньше. окна, обычно предоставляют фрейм или контейнер для основного содержимого презентации, такого как веб-страница, сообщение электронной почты или рисунок. Меньшие обычно действуют как инструмент ввода данных пользователем.

GUI может быть разработан для требований вертикальный рынок в качестве графических пользовательских интерфейсов для конкретных приложений. Примеры включают банкоматы (Банкомат), торговая точка (POS) сенсорные экраны в ресторанах,[13] кассы самообслуживания используются в розничных магазинах, авиалиниях для самостоятельной регистрации и регистрации, информационных киосков в общественных местах, таких как вокзал или музей, а также мониторов или экранов управления во встроенном промышленном приложении, в котором используется операционная система реального времени (ОСРВ).

К 1980-м годам сотовые телефоны и портативные игровые системы также использовали графические интерфейсы пользователя с сенсорным экраном для конкретных приложений. Новые автомобили используют графические интерфейсы пользователя в своих навигационных системах и мультимедийных центрах или в комбинациях навигационных мультимедийных центров.

Примеры

Составные части

Слои графического интерфейса на основе оконная система

Графический интерфейс пользователя использует комбинацию технологий и устройств, чтобы предоставить платформу, с которой пользователи могут взаимодействовать, для задач сбора и производства информации.

Серия элементов, соответствующих визуальный язык эволюционировали для представления информации, хранящейся в компьютерах. Это облегчает людям с ограниченными компьютерными навыками работу и использование компьютерного программного обеспечения. Наиболее распространенная комбинация таких элементов в графическом интерфейсе пользователя - это окна, значки, меню, указатель (WIMP ) парадигма, особенно в персональные компьютеры.

Стиль взаимодействия WIMP использует виртуальный Устройство ввода представлять позицию интерфейс указывающего устройства, чаще всего мышь, и подарки Информация организованы в окнах и представлены иконки. Доступные команды собираются вместе в меню, а действия выполняются жестами с помощью указывающего устройства. А оконный менеджер облегчает взаимодействие между окнами, Приложения, а оконная система. Система управления окнами обрабатывает аппаратные устройства, такие как указывающие устройства, графическое оборудование и позиционирование указателя.

В персональные компьютеры, все эти элементы моделируются через метафора рабочего стола для создания симуляции, называемой среда рабочего стола в котором дисплей представляет собой рабочий стол, на котором могут быть размещены документы и папки с документами. Оконные менеджеры и другое программное обеспечение объединяются, чтобы моделировать среду рабочего стола с разной степенью реализма.

Пост-WIMP интерфейс

Мобильные устройства с небольшими приложениями, например персональные цифровые помощники (КПК) и смартфоны обычно используют элементы WIMP с различными объединяющими метафорами из-за ограничений в пространстве и доступных устройств ввода. Приложения, для которых не подходит WIMP, могут использовать более новые методы взаимодействия, вместе именуемые пост-WIMP пользовательские интерфейсы.[14]

По состоянию на 2011 год некоторые операционные системы на основе сенсорных экранов, такие как Apple iOS (iPhone ) и Android используйте класс графических интерфейсов с именем post-WIMP. Они поддерживают стили взаимодействия с использованием более чем одного пальца, соприкасающегося с дисплеем, что позволяет выполнять такие действия, как сжатие и вращение, которые не поддерживаются одним указателем и мышью.[15]

Взаимодействие

Устройства интерфейса пользователя, для эффективного взаимодействия с графическим интерфейсом включите компьютерная клавиатура, особенно используется вместе с горячие клавиши, указывая устройства для курсор (или скорее указатель ) контроль: мышь, указательный джойстик, тачпад, трекбол, джойстик, виртуальные клавиатуры, и проекционные дисплеи (полупрозрачные информационные устройства на уровне глаз).

Есть также действия, выполняемые программами, влияющими на графический интерфейс. Например, есть такие компоненты, как inotify или же D-автобус для облегчения связи между компьютерными программами.

История

Ранние усилия

Иван Сазерленд развитый Блокнот в 1963 году широко считается первым графическим системы автоматизированного проектирования программа. Он использовал световое перо для создания и управления объектами на технических чертежах в реальном времени с согласованной графикой. В конце 1960-х гг. Исследователи Стэнфордский исследовательский институт во главе с Дуглас Энгельбарт, разработала Он-лайн система (NLS), в котором использовались текстовые гиперссылки манипулировали с помощью нового на тот момент устройства: мышь. (Демонстрация NLS в 1968 году стала известна как "Мать всех демосов. ») В 1970-х годах идеи Энгельбарта были усовершенствованы и распространены на графику исследователями из Xerox PARC и конкретно Алан Кей, который вышел за рамки текстовых гиперссылок и использовал графический интерфейс в качестве основного интерфейса для Язык программирования Smalltalk, который работал на Xerox Alto компьютер, выпущенный в 1973 году. Большинство современных графических интерфейсов общего назначения являются производными от этой системы.

В Xerox Star 8010 рабочая станция представила первый коммерческий графический интерфейс.

Пользовательский интерфейс Xerox PARC состоял из графических элементов, таких как окна, меню, Радио-кнопки, и флажки. Концепция чего-либо иконки был позже представлен Дэвид Кэнфилд Смит, который написал диссертацию на эту тему под руководством Кея.[16][17][18] В пользовательском интерфейсе PARC используется указывающее устройство вместе с клавиатурой. Эти аспекты можно подчеркнуть, используя альтернативный термин и аббревиатуру для окна, значки, меню, указывающее устройство (WIMP ). Эти усилия завершились в 1973 г. Xerox Alto, первый компьютер с графическим интерфейсом пользователя, хотя система так и не поступила в коммерческое производство.

Первый коммерчески доступный компьютер с графическим интерфейсом был выпущен в 1979 году. Рабочая станция PERQ, производства Three Rivers Computer Corporation. На его дизайн сильно повлияла работа в Xerox PARC. В 1981 году Xerox в конечном итоге коммерциализировала Alto в виде новой усовершенствованной системы - информационной системы Xerox 8010, более известной как Xerox Star.[19][20] Эти ранние системы стимулировали многие другие усилия с графическим интерфейсом пользователя, в том числе машины Lisp от Символика и других производителей, Яблочная Лиза (который представил концепцию строка меню и оконные элементы управления ) в 1983 г. яблоко Macintosh 128K в 1984 г., а Atari ST с Цифровые исследования с GEM, и Коммодор Amiga в 1985 г. Зрение был выпущен в 1983 году для Совместимость с IBM PC компьютеров, но никогда не пользовался популярностью из-за высоких требований к оборудованию.[21] Тем не менее, это оказало решающее влияние на современное развитие Майкрософт Виндоус.[22]

Apple, Digital Research, IBM и Microsoft использовали многие идеи Xerox для разработки продуктов, а IBM Общий доступ пользователей спецификации легли в основу пользовательских интерфейсов, используемых в Microsoft Windows, IBM OS / 2 Менеджер по презентациям, а Unix Мотив инструментарий и оконный менеджер. Эти идеи эволюционировали для создания интерфейса, который есть в текущих версиях Microsoft Windows и в различных окружения рабочего стола за Unix-подобный операционные системы, например macOS и Linux. Таким образом, большинство современных графических интерфейсов имеют в основном общие идиомы.

Macintosh 128K, первый Macintosh (1984)

Популяризация

Графические интерфейсы пользователя были горячей темой в начале 1980-х годов. В Яблочная Лиза был выпущен в 1983 году, и различные оконные системы существовали для ДОС операционные системы (включая ПК GEM и ПК / GEOS ). Отдельные приложения для многих платформ представили свои варианты графического интерфейса.[23] Несмотря на преимущества графического интерфейса, многие обозреватели сомневались в ценности всей концепции.[24] ссылаясь на ограничения оборудования и проблемы с поиском совместимого программного обеспечения.

В 1984 году Apple выпустил рекламный ролик который представил Apple Macintosh во время телетрансляции Суперкубок XVIII к CBS,[25] с намёки к Джордж Оруэлл известный роман Девятнадцать восемьдесят четыре. Цель рекламного ролика заключалась в том, чтобы заставить людей задуматься о компьютерах, идентифицируя удобный интерфейс как персональный компьютер, который отличается от прежних бизнес-ориентированных систем.[26] и стать фирменным представителем продуктов Apple.[27]

Windows 95 в сопровождении обширной маркетинговой кампании,[28] при запуске имела большой успех на рынке и вскоре стала самой популярной операционной системой для настольных ПК.[29][нужна цитата ]

В 2007 г. iPhone[30] а затем в 2010 году с введением iPad,[31] Apple популяризировала пост-WIMP-стиль взаимодействия для мультитач экраны, и эти устройства считались вехами в развитии мобильные устройства.[32][33]

Графические интерфейсы, знакомые большинству людей с середины-конца 2010-х годов, Майкрософт Виндоус, macOS, а X Window System интерфейсы для настольных и портативных компьютеров, а также Android, Apple iOS, Symbian, ОС BlackBerry, телефон с операционной системой Виндоус /Windows 10 Mobile, Tizen, WebOS, и ОС Firefox для портативных (смартфон ) устройства.[34][нужна цитата ]

Сравнение с другими интерфейсами

Интерфейсы командной строки

Современный интерфейс командной строки

Поскольку команд, доступных в интерфейсах командной строки, может быть много, сложные операции могут выполняться с использованием короткой последовательности слов и символов. Это позволяет повысить эффективность и продуктивность после изучения многих команд,[3] но достижение этого уровня занимает некоторое время, потому что командные слова могут быть нелегко обнаружены или мнемонический. Кроме того, использование командной строки может стать медленным и подверженным ошибкам, когда пользователи должны вводить длинные команды, содержащие множество параметров или несколько разных имен файлов одновременно. Тем не мение, окна, значки, меню, указатель (WIMP ) интерфейсы предоставляют пользователям множество виджеты которые представляют и могут запускать некоторые из доступных команд системы.

Графический интерфейс можно сделать довольно сложным, когда диалоги закопаны глубоко в системе или перемещены в разные места во время редизайна. Кроме того, пользователям обычно сложнее написать скрипт для значков и диалоговых окон.

WIMP широко используют режимы, так как значение всех клавиш и щелчков в определенных позициях на экране все время переопределяется. Интерфейсы командной строки используют режимы только в ограниченных формах, например для текущего каталога и переменные среды.

Самый современный операционные системы предоставляют как графический интерфейс, так и некоторый уровень интерфейса командной строки, хотя графическим интерфейсам обычно уделяется больше внимания. Графический интерфейс обычно основан на WIMP, хотя иногда появляются и другие метафоры, например, используемые в Майкрософт Боб, 3dwm или Визуализатор файловой системы.

Обертки GUI

Обертки графического пользовательского интерфейса (GUI) находят способ обойти Интерфейс командной строки версии (CLI) (обычно) Linux и Unix-подобный программные приложения и их текстовые пользовательские интерфейсы или набранные метки команд. В то время как приложения, использующие командную строку или текстовые приложения, позволяют пользователям запускать программы в неинтерактивном режиме, поверх них оболочки графического интерфейса пользователя избегают крутых кривая обучения командной строки, которая требует, чтобы команды вводились на клавиатура. Запустив оболочку GUI, пользователи может интуитивно взаимодействовать с, запускать, останавливать и изменять его рабочие параметры с помощью графического иконки и визуальные индикаторы среда рабочего стола Приложения также могут предоставлять оба интерфейса, и когда они это делают, графический интерфейс обычно представляет собой оболочку WIMP для версии для командной строки. Это особенно характерно для приложений, предназначенных для Unix-подобный операционные системы. Последний раньше реализовывался первым, потому что он позволял разработчикам сосредоточиться исключительно на функциональности своего продукта, не беспокоясь о деталях интерфейса, таких как разработка значков и размещение кнопок. Такой способ разработки программ также позволяет пользователям запускать программу в сценарий оболочки.

Трехмерные графические пользовательские интерфейсы (3D GUI)

Было предпринято несколько попыток создать многопользовательскую трехмерную среду или трехмерный графический интерфейс, в том числе Sun Проект Зазеркалье, Metisse, который был похож на Project Looking Glass,[35] BumpTop, где пользователи могут управлять документами и окнами с реалистичным движением и физикой, как если бы они были физическими документами, а Крокет Проект, который переехал в Открытый кобальт и усилия открытого крокета.[36]

В масштабирование пользовательского интерфейса (ZUI) - это связанная технология, которая обещает предоставить преимущества представления трехмерных сред без их недостатков удобства использования, связанных с проблемами ориентации и скрытыми объектами. Это логический шаг вперед по сравнению с графическим интерфейсом пользователя, в котором трехмерный движение с двумерный или же 2.5D векторные объекты. В 2006 г. Hillcrest Labs представил первый пользовательский интерфейс масштабирования для телевидения.[37]

Для типичных компьютерных дисплеев трехмерный это неправильное название - их дисплеи двухмерны, например, Metisse охарактеризовал себя как "2,5-мерный «Пользовательский интерфейс. Семантически, однако, большинство графических пользовательских интерфейсов используют три измерения. С высотой и шириной они предлагают третье измерение наложения или наложения элементов экрана друг на друга. Это может быть визуально представлено на экране с помощью иллюзорного прозрачного эффекта, который предлагает преимущество в том, что информация в фоновых окнах все еще может быть прочитана, если с ней не взаимодействовать. Или среда может просто скрыть фоновую информацию, возможно, сделав различие очевидным, нарисовав падающая тень эффект над ним.

В некоторых средах используются методы 3D графика проецировать на экран виртуальные трехмерные объекты пользовательского интерфейса. Они часто используются в научно фантастические фильмы (см. примеры ниже). По мере того как вычислительная мощность оборудования компьютерной графики увеличивается, это становится все меньше препятствий для беспроблемного взаимодействия с пользователем.

Трехмерная графика в настоящее время в основном используется в компьютерных играх, искусстве и системы автоматизированного проектирования (CAD). Трехмерная вычислительная среда также может быть полезна в других целях, например молекулярная графика, конструкция самолета и Расчет фазового равновесия / Разработка единичных операций и химических процессов.[38]

Технологии

Использование трехмерной графики становится все более распространенным явлением в основных операционных системах, начиная с создания привлекательных интерфейсов, называемых глазная конфета, для функциональных целей возможно только с использованием трех измерений. Например, переключение пользователей представлено вращением куба, лица которого представляют собой рабочую область каждого пользователя, а управление окнами представлено через Rolodex -стиль механизм переворота в Виндоус виста (видеть Windows Flip 3D ). В обоих случаях операционная система преобразует окна на лету, продолжая обновлять содержимое этих окон.

Интерфейсы для X Window System также реализовали продвинутые трехмерные пользовательские интерфейсы через композитинг оконных менеджеров Такие как Берил, Compiz и KWin с использованием AIGLX или же XGL архитектуры, позволяющие использовать OpenGL для анимации взаимодействия пользователя с рабочим столом.

В научной фантастике

Трехмерные графические интерфейсы появились в научная фантастика литература и фильмы до того, как они были технически осуществимы или широко использовались. Например; американский фильм 1993 года парк Юрского периода Особенности Силиконовая Графика 'трехмерный файловый менеджер Навигатор файловой системы, реальный файловый менеджер для Unix операционные системы. Фильм Отчет меньшинства есть сцены с полицейскими, использующими специализированные системы трехмерных данных. В прозе трехмерные пользовательские интерфейсы изображались как погружаемые среды, такие как Уильям Гибсон с Киберпространство или же Нил Стивенсон с Метавселенная. Многие футуристические представления о пользовательских интерфейсах в значительной степени зависят от объектно-ориентированный пользовательский интерфейс (OOUI) и особенно стиль объектно-ориентированного графического пользовательского интерфейса (OOGUI).[39]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Само по себе "UI" обычно произносится /ˌjuˈаɪ/ YOO-ГЛАЗ.

Рекомендации

  1. ^ Уэллс, Джон (2009). Словарь произношения Longman (3-е изд.). Пирсон Лонгман. ISBN  978-1-4058-8118-0.
  2. ^ «Как произносится GUI на английском языке». Dictionary.cambridge.org. Получено 2020-04-03.
  3. ^ а б «Командная строка против графического интерфейса». www.computerhope.com. Получено 2020-04-03.
  4. ^ MSCOM (12 марта 2007 г.). «Графический интерфейс или командная строка: что лучше? (Часть 1)». Technet.com. Архивировано из оригинал 12 июня 2018 г.
  5. ^ MSCOM (26 марта 2007 г.). «Графический интерфейс или командная строка: что лучше? (Часть 2)». Technet.com. Архивировано из оригинал 12 июня 2018 г.
  6. ^ «Графический пользовательский интерфейс». ScienceDaily. Получено 2019-05-09.
  7. ^ Леви, Стивен. "Графический интерфейс пользователя (GUI) ". Britannica.com. Дата обращения 12 июня 2019.
  8. ^ "GUI". Энциклопедия журнала PC. pcmag.com. Получено 2019-06-12.
  9. ^ Грег Уилсон (2006). "Долой их HUD!: Переосмысление Heads-Up Display в дизайне игры для консолей". Гамасутра. Архивировано из оригинал 19 января 2010 г.. Получено 14 февраля, 2006.
  10. ^ "Определение графического интерфейса". Информационный проект Linux. 1 октября 2004 г.. Получено 12 ноября 2008.
  11. ^ "хром". www.catb.org. Получено 2020-04-03.
  12. ^ Якоб Нильсен (29 января 2012 г.). «Браузер и графический интерфейс Chrome». Nngroup.
  13. ^ Ресторанная система ViewTouch Жизель Биссон
  14. ^ IEEE.org.
  15. ^ Взаимодействие на основе реальности: основа для пост-WIMP интерфейсов
  16. ^ Либерман, Генри. "Среда творческого программирования, ремикс", MIT Media Lab, Кембридж.
  17. ^ Сальха, Надер. «Эстетика и искусство на раннем этапе развития человеко-компьютерных интерфейсов», Октябрь 2012 г.
  18. ^ Смит, Дэвид. «Пигмалион: творческая среда программирования», 1975.
  19. ^ Первые графические интерфейсы
  20. ^ Демонстрация пользовательского интерфейса Xerox Star, 1982 г.
  21. ^ «VisiCorp Visi On». Продукт Visi On не предназначен для домашнего использования. Он был разработан и оценен по цене для корпоративных рабочих станций высокого класса. Аппаратного обеспечения, которое требовалось для 1983. Для этого требовалось минимум 512 Кб оперативной памяти и жесткий диск (5 мегабайт места).
  22. ^ Ретроспектива Windows, журнал PC, январь 2009 г.. Зифф Дэвис. Январь 2009 г.
  23. ^ «Magic Desk I для Commodore 64».
  24. ^ Сандберг-Димент, Эрик (25 декабря 1984). «Ценность Windowing под вопросом». Нью-Йорк Таймс.
  25. ^ Фридман, Тед (октябрь 1997 г.). «1984 год от Apple: введение Macintosh в культурную историю персональных компьютеров». Архивировано из оригинал 5 октября 1999 г.
  26. ^ Фридман, Тед (2005). "Глава 5: 1984". Электрические мечты: компьютеры в американской культуре. Издательство Нью-Йоркского университета. ISBN  978-0-8147-2740-9. Получено 6 октября, 2011.
  27. ^ Гроте, Патрик (29 октября 2006 г.). "Обзор Пираты Кремниевой долины Фильм". DotJournal.com. Архивировано из оригинал 7 ноября 2006 г.. Получено 24 января, 2014.
  28. ^ Вашингтон Пост (24 августа 1995 г.). «С дебютом Windows 95 Microsoft набирает обороты». Вашингтон Пост. Получено 8 ноября, 2013.
  29. ^ "Компьютеры | Хронология истории компьютеров | Музей истории компьютеров". www.computerhistory.org. Получено 2017-04-02.
  30. ^ Мазер, Джон. iMania, Обзор журналистики Райерсона (19 февраля 2007 г.) Дата обращения 19 февраля 2007 г.
  31. ^ «iPad, наконец, может вызвать спрос на до сих пор неудачный планшетный ПК» - Итон, Ник Рынок iPad / планшетных ПК определился?, Сиэтл Пост-Интеллидженсер, 2010
  32. ^ Брайт, Питер Баллмер (и Microsoft) по-прежнему не получают iPad, Ars Technica, 2010
  33. ^ «Победа iPad в определении планшета: что это значит». InfoWorld. 2011-07-05.
  34. ^ Хэнсон, Коди В. (17 марта 2011 г.). «Глава 2: Мобильные устройства в 2011 году». Отчеты по библиотечным технологиям. 47 (2): 11–23. ISSN  0024-2586.
  35. ^ "Метисса - Новое Зазеркалье Альтернатива". 29 июня 2004 г.. Получено 2 июля 2020.
  36. ^ GitHub
  37. ^ Macworld.com 11 ноября 2006 г. Дэн Морен. CES Unveiled @ NY ‘07: Укажите и щелкните, чтобы перейти к телевизионным приставкам? В архиве 2011-11-08 в Wayback Machine
  38. ^ Графический интерфейс пользователя (GUI) (27 ноября 2015 г.). «Топологический анализ функции энергии Гиббса (данные о корреляции между жидкостью и жидкостью. Включая термодинамический обзор и анализ поверхностей / связующих линий / матрицы Гессе)». Университет Аликанте (Рейес-Лабарта и др., 2015-18). HDL:10045/51725. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  39. ^ Дейтон, Том. «Объектно-ориентированные графические интерфейсы - это будущее». Блог OpenMCT. Архивировано из оригинал 10 августа 2014 г.. Получено 23 августа 2012.

внешняя ссылка