[1.1.3] 人机界面简史

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人机界面简史

当我们来到这个星球上起，我们就有与他人进行交流的需要。最低的也是最常见的沟通模式层次是动作和手势。动作和手势是与语言无关的，也就是说，说不同语言的人可通过这种方式来应付交流的需要。

就普遍性和复杂性来说，更高的层次是口语。大多数人会讲一种语言，一部分人会说两种或者更多。如果双方都可以理解的话，那么口语是非常有效的交流方式。 复杂性最高的层次是书面语言。很多人都会说，但他们不一定能写。即使是那些能写的人，书写也丝毫不比口语的交流效率更高些。

近代出现的打字机进一步提高了沟通的复杂性。与书写相比，很少有人能够打字。（虽然一个经过训练的打字员认为打字比手写更快更有效率，但是那些技术生疏的人不会这么想。）无论打字的水平如何，口语的沟通效率仍然要高些。

在最初的十年当中，计算机与人进行沟通的能力并不是按照如何让人觉得方便而来的。相反，计算机的要求很严格，信息需要通过键盘输入，人们使用这些设备时反应很慢，熟练程度也参差不齐。人机对话反映出计算机的喜好——用键盘进行一种或多种输入的组合，常见的如命令行语言、问答、菜单选择、功能键选择、表单填写等。更多与对话相关的屏幕界面信息，请参考Galitz（1992）。

纵观计算机发展历史，随着不同程度地成功，以及人机交互方式带来的如语音和手写这类更加普遍、应用广泛、易于学习的能力，设计人员已有所发展。语音与手写识别已经产生，虽然它们还未能像键盘输入那么充分地得到使用。

图形用户界面简介

直到二十世纪七十年代，另一种对话方式才初露端倪。施乐公司Palo Alto研究中心的一项研究给出了除键盘之外的另一种输入方式：一种使用人类的手势——人类所有交流方式中最基础的方式——进行交流的界面。施乐公司的Altus和STAR系统通过使用鼠标进行定点选择作为主要的人机交流方式。用户只需使用鼠标作为媒介，即可轻松地在屏幕上进行指向。这些系统同时也使用了我们今天熟知的图形用户界面。麻省理工学院的Ivan Sutherland因1963年在他的一个画板程序首次引入了图形而广受赞誉。人们可以使用光笔在屏幕上画出直线、圆或点。在六十年代时，施乐公司致力于手持式定点设备的开发，并在1970年取得了轨迹球的专利。1974年，一个研究人员灵感突现，把轨迹球翻了个个儿，于是施乐公司取得了现代机械鼠标的专利权。

施乐公司一直没有能成功地将STAR推向市场，反而是苹果公司快速地拾起这个概念，于1984年发布了Macintosh，这是第一个大规模推向市场并取得成功的系统。一个新的概念诞生了：人机对话革命。表1.2所列的是GUI编年史。

表1.2 图形用户界面编年史     1973 由施乐公司Palo Alto研究中心倡导
——率先将所有现代GUI中的元素用到了一起 1981 施乐STAR首次进行商业推广
——大量引入定点、选择和鼠标 1983 苹果公司推出Lisa
——出现下拉式菜单及菜单栏功能 1984 苹果公司推出Macintosh
——Macintosh是第一个成功进行大规模推广的系统 1985 Microsoft Windows 1.0发布
Commodore introduces the Amiga 1000 1987 X Window System开始被大量使用
IBM公司发布了System Application Architecture
——包含了通用用户访问（Common User Access，CUA）
IBM公司发布了Presentation Manager
——试图作为用来替代DOS的图形操作系统
苹果公司推出了Macintosh II
——第一个彩色的Macintosh 1988 NeXT公司发布了NeXTStep
——首次可模拟三维图像 1989 出现基于UNIX的GUI
——AT&T公司及Sun微处理系统公司的Open Look
——为避免法律纠纷，在外观上有所创新
——DEC公司与惠普公司为开放软件基金会开发的Motif
——外观和行为均基于Presentation Manager
Microsoft Windows 3.0发布 1992 OS/2 Workplace Shell发布
Microsoft Windows 3.1发布 1993 Microsoft Windows NT发布 1995 Microsoft Windows 95发布 1996 IBM公司发布了OS/2 Warp 4
Microsoft公司发布了Windows NT 4.0 1997 苹果公司发布了Mac OS 8 1998 Microsoft公司发布了Windows 98 1999 苹果公司发布了Mac OS X Server
——基于UNIX的操作系统 2000 Microsoft Windows 2000发布
Microsoft Windows ME发布 2001 Microsoft Windows XP发布

万维网（World Wide Web）的兴起

Internet的萌芽产生于二十世纪六十年代初。1962年，麻省理工学院的J. C. R. Licklider建议搭建一个全球计算机网络，并被调到美国国防高级研究项目署（DARPA）去主持开发工作。1969年，Internet，当时被称为ARPANET，将四所重点大学的计算机连接在了一起。几年之后，又有一些大学和研究所连入了这个网络。Internet最大的目标是：即使某些站点遭到了核攻击，这个通讯网络仍然可以工作。

1974年，Bolt、Beranek和Newman发布了ARPANET的第一个商业版本：Telenet，它让公众看到计算机可以被怎样用到日常生活中去。早期的Internet对用户并不友好，使用它的是计算机专家、工程师、科学家和图书馆管理员等。在七十年代中，Internet不断发展、成熟和扩展。七十年代末到八十年代，Internet上的计算机通用语言TCP/IP出现了。我们今天所看到的Internet应运而生，Internet这个词是在1982年被合成出来的。八十年代中期，个人电脑（PC）和超小型计算机实用性的提高使得许多公司连接到了Internet。1990年，ARPANET退出了历史舞台，留下被称为Internet的“网络的网络”。1991年，明尼苏达州大学开发了第一个真正友好的界面：Gopher。虽然它只是设计用于校园通讯，但却在Internet上得到广泛地流传。

1989年发生了另一个有重要意义的事件，Tim Berners-Lee和其它几位欧洲粒子物理研究所的工作人员提议制定一个用于发布信息的新协议。该协议主要基于超文本，这是一种内嵌可以跳转到其它文本的链接的一个系统。与该协议一起创立的语言被称为超文本标记语言（Hypertext Markup Language，HTML），于1991年在Internet上发布。HTML提供了有限的一些对象和交互方式，很多时候，这是在界面设计上的一种倒退，尤其是和先前四十年计算机交互技术的发展相比。可是，它从未打算成为一种灵活的GUI界面，用户被认为具有更高的技能，对功能比对形式更感兴趣。

超文本这个概念是由Vannear Bush于1945年首先提出的，而这个名称是在1965年造出来的。佛蒙特州大学在1976年发布的PROMIS是历史上第一个发布给社区用户的超文本系统。1988年，苹果公司的HyperCard进一步将这个想法带给了更多受众。1991年，Berners-Lee因万维网技术孵化方面的成就受到了嘉奖。

1992年，Delphi率先向订户提供商业Internet连接服务。第一个广受欢迎的基于图形的超文本浏览器是1993年在伊利诺伊斯大学的国家超级计算应用中心（NCSA）开发的Mosaic。Mosaic是促使Web在发展初期取得巨大成功的重要因素之一，它提供的一些基本概念被其它浏览器所遵循，包括Netscape和Microsoft公司的Internet Explorer。（NCSA于1997年中止了Mosaic的开发。）

Netscape Navigator浏览器于1994年首次发布，它是一些从伊利诺伊斯大学NCSA项目中离开的人为刚刚成立的Mosaic Communications公司开发的产品。（Mosaic在不久之后即被更名为Netscape Communications。）类似Mosaic这样的Web浏览软件的潜力开始显现，一种需求有待实现。Netscape Navigator一直是最为成功的浏览器，直到1994年，Microsoft公司开始发动进攻，将其开发的同样基于Mosaic的浏览器Internet Explorer投入市场。同年，AOL、CompuServe、Prodigy、Yahoo和Lycos纷纷成立。Internet完成了向商业实体的转移。一直以来赞助Internet的美国国家科学基金会（NSF）也停止了它的支持。1994年，为了宣传和开发Web标准，万维网协会（W3C）成立了。今天，Web已经成为国家信息高速公路。

表1.3以年代方式列出了Internet的发展历史。这个表以及前面的讨论均以Howe（2001）和PBS所写的“Internet上的生活 ”的内容为基础。想寻找更多详细历史资料的读者可以参考这些Web文档。

表1.3 Internet编年史     1945 Vannear Bush提出了超文本概念 1960 麻省理工学院的J. C. R. Licklider提出全球计算机网络的设想 1962 开始设计及开发ARPANET网络 1969 ARPANET接通
——连接了四所重点大学的计算机
——更多的大学和研究院连入该网络
1973 ARPANET开始走向国际化 1974 Bolt、Beranek和Newman发布了Telenet
——ARPANET的第一个商业版本 1976 佛蒙特州大学发布了PROMIS
——第一个向社区用户发布的超文本系统 1982 合成出Internet这个词 1983 TCP/IP架构被广泛采用 1988 苹果公司发布了HyperCard
——把超文本概念带给了更多的用户
——出现了第一个Internet蠕虫 1989 欧洲粒子物理研究所的Tim Berners-Lee等人提出了用于发布信息的新协议
——基于超文本 1990 HTML诞生
——随Berners-Lees的协议一起产生
ARPANET退役 1991 Tim Berners-Lee在Internet上发布HTML代码
Berners-Lee因其在推动万维网起步方面的成绩受到嘉奖
明尼苏达州大学开发了Gopher
——第一个真正友好的界面 1992 Delphi发布
——首次向订户提供商业Internet连接服务
伊利诺伊斯大学的国家超级计算应用中心（NCSA）创建了Mosaic软件
——首个广受欢迎的基于图形的超文本浏览器 1994 Netscape Navigator 1.0版发布
万维网协会（W3C）成立
——为了宣传及开发Web标准 1995 Microsoft Internet Explorer 1.0及2.0发布
AOL、CompuServe、Prodigy、Yahoo和Lycos在线成立
美国国家科学基金会停止对Internet的扶持
提出Web标准HTML 2.0
Netscape Navigator 2.0及3.0发布
Microsoft Internet Explorer 3.0发布
Opera 2.1发布
——占用资源很小的计算机浏览器
——全新打造（并非基于Mosaic）
——2.1版第一次得到广泛使用
HTML 3.2草案出台
NCSA停止开发Mosaic
Netscape Navigator 4.0发布
Microsoft Internet Explorer 4.0发布
Opera 3.0发布
HTML 4.0标准提出
Microsoft Internet Explorer 5.0发布
第一个XHTML 1.0工作草案发布

屏幕界面设计简史

自从阴极射线管显示器连接到计算机上之后，开发人员就开始设计屏幕界面了。直到二十世纪七十年代早期，IBM公司推出它的3270型阴极射线管字符型终端时，人们才开始广泛地关注应用程序中的优秀设计原则。3270型在办公室中被用于各式各样的用途，有一些公司开始制定自己的优秀屏幕界面设计指南（例如Galitz和DiMatteo，1974）。然而此时，设计完全缺乏指导，硬件和电话线传输问题占据主导地位。七十年代的屏幕界面通常如图1.1所示。它一般包含多个字段（比图上的要多），以及一些模糊不清，往往令人难以理解的说明。它看起来显得凌乱不堪，常常会出现有的字段要求用户记住输入了些什么。经常为了一些模棱两可的信息去查阅手册或说明书。想有效地使用这类屏幕界面，需要大量的练习和极大的耐心。大多数早期的屏幕都是单色的，典型的一种是在黑色的背景上显示绿色的文字。

图1.1 二十世纪七十年代的屏幕界面

当迈进八十年代之时，基于文本的屏幕界面设计指导终于大量出现（Galitz，1980，1981），许多屏幕设计看上去也清晰了很多，产生了诸如元素的分组、对齐等概念（如图1.2所示）。屏幕上清晰而含义明确的说明文字、命令列表、以及允许通过功能键访问等特性减轻了用户的记忆负担。提示消息也愈加清楚明了。然而，这些屏幕设计并非毫无杂乱之处。命令和对用户的提醒以像PR和SC这种代码的提示形式给出。而且，并不是八十年代所有的屏幕设计都像这样的。在八十年代，仍然会有七十年代风格的屏幕界面被设计出来，而且不少在今天的系统中仍然存在。

图1.2 二十世纪八十年代的屏幕界面

图形的到来给屏幕界面设计发展带来的另一个里程碑如图1.3所示。像分组、对齐这些基本的设计原则并未改变。例如，边框用来在视觉上突出分组，用于执行功能的功能键被按钮和菜单所取代。元素具有多种属性，比如不同的字号和字型、线宽、颜色等。字段入口使用了大量其它种类的控件，包括列表框、下拉式组合框、微调框等等。这些新控件可以有效地减轻用户记忆上的负担，用户不再需要键入那些必须事先牢记的关键字，只要简单地从一个列表中选取即可。填表辅助信息从屏幕上消失，取而代之的是一个新的列表控件。屏幕界面也简化了，有了性能更强的计算机，新界面就能够迅速展现在屏幕上。

图1.3 二十世界九十年代及后来的屏幕界面

九十年代时，我们掌握的关于如何设计高效的屏幕界面的知识不断增长。加上不断更新的技术，在这个新世纪之初，用户屏幕界面设计一定会有更大的进步。

 

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