- 相關(guān)推薦
談?wù)動(dòng)?jì)算機(jī)圖形應(yīng)用的發(fā)展與變遷
對(duì)于大部分用戶來說，打開電腦后使用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖標(biāo)，開啟窗口似乎天經(jīng)地義，習(xí)以為常。然而，在我們熟悉的桌面背后，隱藏著重要的理念革新。接下來便由小編為大家?guī)碛?jì)算機(jī)圖形應(yīng)用的發(fā)展與變遷。
圖形應(yīng)用
50年來，英文中“Computer”(計(jì)算機(jī))一詞的含義發(fā)生了巨大變化。第二次世界大戰(zhàn)以前，這個(gè)單詞不是指某種機(jī)器，而是指由公司企業(yè)雇傭，專門從事計(jì)算工作的一類職員。當(dāng)時(shí)，為節(jié)省勞動(dòng)力成本，這類職員大部分都是女性。二戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)需要催生了破譯德軍密碼的Colossus，以及計(jì)算火炮火力的ENIAC，它們屬于第一批真正意義的電子計(jì)算機(jī)。
戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，IBM將計(jì)算機(jī)技術(shù)投入商用。他們的大型計(jì)算機(jī)不僅需要安裝在專用的巨大房間內(nèi)，由專業(yè)人員操作與維護(hù)，造價(jià)也高達(dá)上百萬美元，只有少數(shù)跨國(guó)企業(yè)才有能力購買和使用。于是，在法國(guó)導(dǎo)演尚盧·戈達(dá)爾(Jean-Luc Godard)的科幻影片《阿爾伐城》中，計(jì)算機(jī)Alpha 60獨(dú)裁專政;而在美國(guó)作家?guī)鞝柼?middot;馮內(nèi)古特(Kurt Vonnegut)筆下作品《自動(dòng)鋼琴》中，計(jì)算機(jī)EPICAC也是飛揚(yáng)跋扈。在民眾心目中，大型計(jì)算機(jī)成了官僚主義和滅絕人性的象征，而“PC”(Personal Computer，個(gè)人計(jì)算機(jī))還無從談起。
真正的變化始于二十世紀(jì)60年代末。當(dāng)時(shí)，不僅科技得到了發(fā)展，與計(jì)算機(jī)相關(guān)的理念也產(chǎn)生了變革。對(duì)于那一代人來說，計(jì)算機(jī)要么是高校實(shí)驗(yàn)室中的科研設(shè)備，要么是家中車庫里自行組裝的手工作品。然而，正是此時(shí)，科研人員和業(yè)余愛好者們發(fā)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)在其他領(lǐng)域的潛力。他們中的少數(shù)人開始認(rèn)為，雖然Colossus和ENIAC本質(zhì)上與巨型計(jì)算器無異，但計(jì)算機(jī)并不一定是壟斷寡頭的專屬、官僚主義的代表，它可以為普通人服務(wù)，成為真正的個(gè)人計(jì)算機(jī)。此時(shí)，信息交流新媒體逐漸浮現(xiàn)曙光。
在前面提到的少數(shù)人中，有兩位重要的代表：美國(guó)發(fā)明家道格拉斯·恩格爾巴特(Douglas Engelbart)和美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家艾倫·凱(Alan Kay)。恩格爾巴特是鼠標(biāo)發(fā)明人，終身都致力于讓科技為人類的福祉服務(wù)。艾倫·凱是計(jì)算圖形界面的先驅(qū)，其名言是：“預(yù)見未來的最好方式就是發(fā)明它。”在60年代，計(jì)算機(jī)還只有綠色文字終端界面的時(shí)候，他們就展望到了未來廣闊的可能。
演示之母
如果要為個(gè)人計(jì)算定義一個(gè)誕生之日，那一定是1968年12月9日。這一天，恩格爾巴特走上舊金山布魯克斯大廳的講臺(tái)，向世人展示了他與斯坦福大學(xué)同僚用10年時(shí)間取得的研究成果：NLS系統(tǒng)。
在90分鐘的時(shí)間里，恩格爾巴特先后演示了鼠標(biāo)、所見即所得的文字編輯器、超鏈接、文本圖形混排等，還談到了阿帕網(wǎng)(ARPANet，互聯(lián)網(wǎng)的前身)以及科技進(jìn)步的未來。恩格爾巴特相信，借助網(wǎng)絡(luò)與科技的發(fā)展，不久他就可以在全國(guó)任何地方進(jìn)行NLS系統(tǒng)的演示活動(dòng)。其實(shí)，當(dāng)時(shí)他就已經(jīng)能與30哩外門洛帕克的同事舉行視頻會(huì)議了。
實(shí)際上，恩格爾巴特對(duì)NLS系統(tǒng)的深層思考與其科技成就同等重要。在他的理念中，計(jì)算機(jī)并不是執(zhí)行大量運(yùn)算任務(wù)的單一工具，它應(yīng)該幫助人們實(shí)現(xiàn)更加高效、精巧的工作方式。那一天，他用最為生動(dòng)的方式描繪出了他的夢(mèng)想，深深地影響了整整一代科技人，在舊金山布魯克斯大廳的活動(dòng)也因此被冠以“演示之母”的美名。后來談及此事，恩格爾巴特說：“我和同事們感興趣的是‘提升’(augmentation)，而非‘自動(dòng)化’(automation)。當(dāng)時(shí)，我們不是在制造某種工具，而是在設(shè)計(jì)一整套知識(shí)勞動(dòng)的系統(tǒng)。”
恩格爾巴特的理念與艾倫·凱不謀而合。在后者看來，微處理器不斷增強(qiáng)的性能將會(huì)帶來一場(chǎng)不可阻擋的科技革命，計(jì)算機(jī)最終會(huì)變成書本大小，每個(gè)人都可能擁有。凱將夢(mèng)想的設(shè)備稱為“Dynabook”，今天的人們可以看出，那是平板電腦的原型。不過，凱也深知，一旦每個(gè)人都能使用計(jì)算機(jī)，未來需要更為深遠(yuǎn)的改變。他在隨后的文章中寫道：“當(dāng)沒有專業(yè)人員在場(chǎng)，大人小孩都能使用計(jì)算機(jī)完成有意義的活動(dòng)時(shí)，計(jì)算機(jī)才能真正意義上變得個(gè)人化。要做到這一點(diǎn)，簡(jiǎn)單的任務(wù)必須容易完成，而復(fù)雜的則必須降低難度。”
由于時(shí)代造成的技術(shù)局限，Dynabook始終沒有變成現(xiàn)實(shí)，而NLS也沒有成長(zhǎng)為一個(gè)健壯成熟的系統(tǒng)。與艾倫·凱不同，恩格爾巴特喜歡將設(shè)計(jì)復(fù)雜化。雖然他的演示擁有藝術(shù)品一般的高度，但NLS系統(tǒng)陡峭的學(xué)習(xí)曲線讓人望而卻步。他甚至向同事們宣稱，NLS系統(tǒng)最終將擁有5萬種不同的指令。
二十世紀(jì)70年代初，由于研究成果難以投入現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，恩格爾巴特的團(tuán)隊(duì)成員開始逐漸選擇離開，艾倫·凱就是其中的一位。而包括凱在內(nèi)，許多人很快找到了同一個(gè)歸宿：剛剛建成不久的施樂帕羅奧多研究中心。
Lisa，Alto，Mac
關(guān)于喬布斯的早年經(jīng)歷，有許多頗具傳奇色彩的故事。有人說，他曾經(jīng)與幾位最早的蘋果員工一起，于1979年造訪帕羅奧多研究中心，從施樂 “借走了”圖形用戶界面技術(shù)，并應(yīng)用于后來的Lisa、Macintosh電腦，最終給計(jì)算機(jī)工業(yè)帶來了革命性的影響。但更為接近史實(shí)的情況應(yīng)該是，在喬布斯造訪帕羅奧多以前，蘋果就已經(jīng)在研發(fā)自己的圖形界面。不過，據(jù)蘋果工程師比爾·阿特金森(Bill Atkinson)回憶，見到施樂首創(chuàng)的窗口化界面以及鼠標(biāo)工作方式后，喬布斯確實(shí)解決了一些Lisa早期設(shè)計(jì)中遇到的難題。
其實(shí)，早在1973年春，施樂就已經(jīng)研發(fā)出了一款獨(dú)立的單用戶桌面電腦產(chǎn)品。這一時(shí)間比前面提到的故事早了整整6年。得益于帕羅奧多那寬松、自由、創(chuàng)新的研發(fā)環(huán)境，一些優(yōu)秀的施樂工程師從艾倫·凱那里得到啟發(fā)，在幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造了科技史上的里程碑。他們將其成果命名為Alto，但卻沒能得到機(jī)會(huì)讓企業(yè)管理層了解它。時(shí)任研究室主管的巴特勒·蘭普森(Butler Lampson)在回憶文章中寫道：“Alto本應(yīng)獲得向高層展示的機(jī)會(huì)。如果我們對(duì)于廉價(jià)高性能個(gè)人電腦的理念是正確的，Alto能提供實(shí)證;如果我們犯了錯(cuò)，Alto也能幫助找到原因。”
Alto不僅擁有所見即所得的文字編輯軟件、電子郵件客戶端、位圖和矢量圖形編輯器，還搭載了第一版的Smalltalk編程環(huán)境。更為重要的是，Alto引入了WIMP界面的概念(即窗口Windows、圖標(biāo)Icons、菜單Menus和鼠標(biāo)指針Pointer)，定義了今天幾乎每一個(gè)桌面圖形界面的基本元素。從這一點(diǎn)出發(fā)，Alto研發(fā)團(tuán)隊(duì)理念的正確性已經(jīng)得到了證實(shí)。
Alto一共生產(chǎn)了約2000臺(tái)，但施樂從未將它推向市場(chǎng)。只有一位曾在帕羅奧多工作的研究員離職后自行成立了公司，將某個(gè)版本的Alto命名為PERQ后正式出售過。可以說，施樂從未真正認(rèn)可帕羅奧多研究中心的這一項(xiàng)目。直到1981年，他們才在8010信息系統(tǒng)上應(yīng)用了許多Alto所承載的理念。但8010信息系統(tǒng)并不像Alto那樣價(jià)格低廉，它采用許多造價(jià)高昂的組件，其中包括兩到三臺(tái)工作站以及相關(guān)設(shè)備，售價(jià)也在5萬美元以上。即使主要面向企業(yè)客戶，它在當(dāng)時(shí)銷量仍然不佳。8010系統(tǒng)別名“Star”(星星)，然而與蘋果Lisa電腦類似，因定價(jià)過高、軟件表現(xiàn)平平，這顆星星最終從競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中隕落了。
不過， Digibarn計(jì)算機(jī)博物館館長(zhǎng)、用戶界面專家布魯斯·丹莫(Bruce Damer)認(rèn)為，Alto為許多圖形界面的理念打下了基礎(chǔ)，而在施樂Star系統(tǒng)中，它們最終被整合在了一起。丹莫認(rèn)為，1981年春施樂Star系統(tǒng)上市時(shí)，同時(shí)兼具美觀和完整功能的圖形用戶系統(tǒng)才第一次出現(xiàn)在用戶面前，他說：“當(dāng)時(shí)，看到它的每個(gè)人都會(huì)發(fā)出感慨：天哪，它給人的感覺，就像未來的宇宙飛船降落到了面前。” 與恩格爾巴特的NLS系統(tǒng)一樣，施樂的設(shè)計(jì)理念還是留下了深遠(yuǎn)的影響，許多用戶從中得到了新的啟發(fā)，微軟就是其中的一位。
時(shí)間到了1984年，蘋果發(fā)布Macintosh的一年。作為施樂Star系統(tǒng)的早期用戶之一，美國(guó)馬里蘭大學(xué)計(jì)算科學(xué)教授本·施耐德曼(Ben Shniederman)評(píng)價(jià)道：“蘋果Mac電腦在Star系統(tǒng)的基礎(chǔ)上做出了長(zhǎng)足的進(jìn)步。”
作為用戶界面專家，施耐德曼不僅親自編寫代碼，將WIMP概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，他還在1988年蘋果起訴微軟的案件中出庭作證。那一年，蘋果控告微軟盜取了Macintosh和Lisa的界面元素，最終卻輸?shù)袅斯偎�。隨后不久，施樂因類似原因?qū)μO果提出的起訴也被駁回。
從這些案件可以看出，個(gè)人計(jì)算機(jī)界面曾經(jīng)在很短時(shí)間內(nèi)變得同質(zhì)化。如果將Windows 7的界面與Windows 2.0比較，人們會(huì)發(fā)現(xiàn)本質(zhì)上也沒有很大區(qū)別。施耐德曼認(rèn)為，這在某種程度上證明，當(dāng)前桌面界面采用的WIMP概念合理有效，他說：“我相信，計(jì)算機(jī)實(shí)際是某種視覺機(jī)器。人們相信眼睛看到的東西，并且用點(diǎn)擊行為來選擇他們的目標(biāo)。在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，這一行為模式都將非常穩(wěn)定。”
丹莫并不認(rèn)同施耐德曼的觀點(diǎn)。他說：“人們居然在這一理念上停滯不前30年，真是難以置信。”回憶第一次看到Macintosh時(shí)的反應(yīng)，他表示，與施樂Star系統(tǒng)完整的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算能力比較，Mac就像小兒科，當(dāng)時(shí)他甚至懷疑，蘋果能否在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存下來。雖然后來Mac引入了針對(duì)不同情境的智能菜單，喬布斯離職蘋果期間創(chuàng)造了NeXTStep操作系統(tǒng)。但在丹莫看來，這些差異化元素仍不能改變他對(duì)個(gè)人電腦的看法，它們?cè)诤艽蟪潭壬线�是與大型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)終端的虛擬桌面非常相似。
不過，在以Alto為代表的WIMP界面主宰個(gè)人電腦桌面幾十年以后，情況逐漸出現(xiàn)了轉(zhuǎn)變。丹莫認(rèn)為，現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)可能是圖形界面新元素的一個(gè)來源。雖然自上世紀(jì)90年代以來，虛擬現(xiàn)實(shí)從未成為真正主流的技術(shù)，但隨著技術(shù)發(fā)展，也許以谷歌Glass智能眼鏡為代表的設(shè)備會(huì)帶來革命性的影響，以HTML5技術(shù)支持的操作系統(tǒng)也為進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)提供了空間。
此外，隨著桌面電腦與智能手持設(shè)備逐漸開始融合，傳統(tǒng)操作系統(tǒng)和移動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)間的界限也開始變得模糊。微軟和蘋果都開始嘗試統(tǒng)一的用戶界面，谷歌Chrome Pixel在觸屏筆記本上的實(shí)驗(yàn)也表現(xiàn)出了同樣的理念。談及微軟全新的Windows8，施耐德曼表現(xiàn)的較為謹(jǐn)慎，他說：“這款系統(tǒng)的‘點(diǎn)擊性’變得不太明確。對(duì)于某些人來說，這樣的改變幅度過大。人們并不喜歡太過激進(jìn)的革新。”但丹莫卻表示：“人們總是習(xí)慣對(duì)微軟持批判態(tài)度，認(rèn)為他們無法創(chuàng)新。但Windows 8確實(shí)不同，微軟已經(jīng)樹立了新的標(biāo)桿。”顯然，施耐德曼和丹莫都認(rèn)為Windows 8的改變相當(dāng)大膽。也許，隨著我們熟悉的個(gè)人電腦正在逐漸向全新方向發(fā)展，這樣的改變終將到來。
作為DigiBarn博物館的館長(zhǎng)，丹莫的收藏包括過去35年時(shí)間里的各種計(jì)算機(jī)產(chǎn)品。走進(jìn)展廳后，他仍然能坐在這些古董前，用似曾相識(shí)但又完全不同的方式使用它們，感受其完全不同的主觀體驗(yàn)。丹莫表示，這能讓他更好的反思這些年來的變化。
他說：“這些藏品能變成我思想的源泉。它們不是簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)器，而是某種媒介。如今，人們坐在這些設(shè)備面前，寫作、繪畫、聆聽音樂……它們將我們催眠，偷走了我們的生活。計(jì)算機(jī)是500年來最為偉大的發(fā)明。”是的，它們以后會(huì)帶來哪些影響，我們不得而知。
【談?wù)動(dòng)?jì)算機(jī)圖形應(yīng)用的發(fā)展與變遷】相關(guān)文章：
簡(jiǎn)單談?wù)凜AD中布局的應(yīng)用08-24
計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展前景10-19
圖形在平面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用04-15
招貼廣告設(shè)計(jì)中圖形應(yīng)用04-12
2016年EDA技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用06-17
學(xué)好計(jì)算機(jī)應(yīng)用06-02