Γραφικό Περιβάλλον Χρήστη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση

Γραφικό Περιβάλλον Χρήστη ή Γραφική Διασύνδεση Χρήστη (αγγλικά: Graphical User Interface - GUI) καλείται στην πληροφορική ένα σύνολο γραφικών στοιχείων, τα οποία εμφανίζονται στην οθόνη κάποιας ψηφιακής συσκευής (π.χ. Η/Υ) και χρησιμοποιούνται για την αλληλεπίδραση του χρήστη με τη συσκευή αυτή. Παρέχουν στον τελευταίο, μέσω γραφικών, ενδείξεις και εργαλεία προκειμένου αυτός να φέρει εις πέρας κάποιες επιθυμητές λειτουργίες. Για τον λόγο αυτό δέχονται και είσοδο από τον χρήστη και αντιδρούν ανάλογα στα συμβάντα που αυτός προκαλεί με τη βοήθεια κάποιας συσκευής εισόδου (π.χ. πληκτρολόγιο, ποντίκι).

Τα περισσότερα σύγχρονα προγράμματα και λειτουργικά συστήματα υπολογιστών, προσφέρουν στους χρήστες τους κάποιο GUI γιατί αυτός ο τρόπος αλληλεπίδρασης με τον υπολογιστή ταιριάζει αρκετά στην ανθρώπινη εμπειρία και φύση. Σωστά σχεδιασμένα γραφικά προσφέρουν ένα όμορφο, εύχρηστο και λειτουργικό περιβάλλον εργασίας. Πριν από την έλευση και καθιέρωση των GUI ο κανόνας στους μικροϋπολογιστές ήταν η αλληλεπίδραση με τον χρήστη μέσω κάποιου κελύφους γραμμής εντολών.


Ιστορία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ο πρόδρομος των GUI εφευρέθηκε από το Stanford Research Institute,το οποίο ηγούνταν ο Douglas Engelbart. Αυτοί ανέπτυξαν τη χρήση των υπερσυνδέσεων που βασίζονται σε κείμενο τους οποίους χειραγωγούσαν με ένα ποντίκι για ένα online σύστημα. Η ιδέα των υπερσυνδέσμων αναπτύχθηκε περισσότερο και επεκτάθηκε σε γραφικά από ερευνητές στο Xerox PARC, που προχώρησαν παραπέρα από υπερσυνδέσμους κειμένων και χρησιμοποίησαν ένα GUI σαν πρωταρχικό περιβάλλον για το Xerox Alto computer . Τα περισσότερα σύγχρονα GUI γενικής χρήσης πηγάζουν από αυτό το σύστημα. Ο Ivan Sutherland ανέπτυξε ένα σύστημα βασιζόμενο σε δείκτη που ονομάστηκε Sketchpad το 1983. Χρησιμοποιούσε ένα φωτεινό-στυλό για να βοηθήσει (οδηγεί) τη δημιουργία και χειραγώγηση των αντικειμένων στα σχέδια των μηχανικών.

PARC user interface[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το PARC αποτελείται από γραφικά στοιχεία όπως παράθυρα μενού,κουμπιά ραδιοφώνου,κουτί ελέγχου και εικονίδια. Το περιβάλλον χρήστη PARC χρησιμοποιεί συσκευή κατάδειξης σε συνδυασμό με ένα πληκτρολόγιο. Αυτές οι πλευρές μπορούν να τονιστούν χρησιμοποιώντας το εναλλακτικό ακρωνύμιο WIMP, το οποίο σημαίνει παράθυρα, εικόνες, μενού και συσκευή κατάδειξης.

Εξέλιξη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Έπειτα από το PARC, το πρώτο GUI-κεντρικό μοντέλο διαχείρισης υπολογιστή ακολουθεί το Xerox 8010 Star Information System το 1981, το οποίο ακολουθείται από το Apple Lisa (το οποίο παρουσίασε την ιδέα της μπάρας του μενού όπως επίσης και τον έλεγχο παραθύρων) το 1983, το Apple Macintosh 128K το 1984, και το Atari ST και Commodore Amiga το 1985.

Κάποια GUI τα οποία είναι οικεία στους περισσότερους ανθρώπους σήμερα είναι τα περιβάλλοντα για σταθερούς και φορητούς υπολογιστές, όπως τα Microsoft Windows, το Mac OS X, και το X Window System, καθώς και αυτά για συσκευές χειρός ("smartphone") όπως το Symbian, το BlackBerry OS, το Android και το iOS της Apple.

Η Apple, η IBM και η Microsoft χρησιμοποίησαν πολλές ιδέες της Xerox για να δημιουργήσουν προϊόντα, και οι προδιαγραφές για την κοινή πρόσβαση χρήστη (Common User Access) της IBM αποτέλεσαν τη βάση των περιβαλλόντων χρήστη που εντοπίζονται στα Microsoft Windows, στο IBM OS/2 Presentation Manager, και στο κουτί εργαλείων και το διαχειριστή παραθύρου (window manager) του UnixMotif. Αυτές οι ιδέες εξελίχθηκαν για να δημιουργήσουν το περιβάλλον που εντοπίζεται στις τωρινές εκδοχές της Microsoft Windows, όπως επίσης και στα Mac OS X και σε ποικίλα περιβάλλοντα επιφάνειας εργασιών (desktop environments) για λειτουργικά συστήματα τύπου Unix, όπως το Linux. Έτσι τα πιο σύγχρονα GUIs παρουσιάζουν κοινά χαρακτηριστικά σε μεγάλο βαθμό.

Τα Μέρη Του GUI[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ένα GUI χρησιμοποιεί ένα συνδυασμό τεχνολογιών και συσκευών για να παρέχει μια πλατφόρμα με την οποία ο χρήστης μπορεί να αλληλεπιδράσει, για να συγκεντρώσει και να παράγει πληροφορίες.

Μια σειρά στοιχείων που αυτά ανταποκρίνονται σε μια οπτική γλώσσα (visual language) εξελίχθηκαν για να αντιπροσωπεύουν πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες στους υπολογιστές. Αυτό διευκολύνει με λίγες γνώσεις υπολογιστών να δουλεύουν και να χρησιμοποιούν το λογισμικό του υπολογιστή. Ο πιο κοινός συνδυασμός αυτών των στοιχείων σε GUIs είναι το WIMP(Window(=παράθυρο), Image(=εικόνα), Menu(=μενού), Pointing Device(=συσκευή κατάδειξης)), ειδικά σε προσωπικούς υπολογιστές.

Το είδος αλληλεπίδρασης του WIMP χρησιμοποιεί μια φυσική συσκευή εισόδου για να ελέγχει την θέση ενός κέρσορα (cursor) και παρουσιάζει πληροφορίες οι οποίες οργανώνονται σε παράθυρα και αντιπροσωπεύονται με εικονίδια. Οι διαθέσιμες εντολές καταρτίζονται μαζί σε μενού, και ενέργειες εκτελούνται μέσω της συσκευής ενδείξεων. Ένας διαχειριστής παραθύρων (window manager) διευκολύνει τις αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στα παράθυρα, τις εφαρμογές, και το σύστημα παραθύρων (windowing system). Το σύστημα παραθύρων χειρίζεται συσκευές υλικού όπως οι συσκευές ενδείξεων, το υλικό γραφικών αλλά και την θέση του κέρσορα.

Στους προσωπικούς υπολογιστές όλα αυτά τα στοιχειά συνδυάζονται μέσω μεταφοράς στην επιφάνεια εργασίας, για να παράγουν μια προσομοίωση που ονομάζεται περιβάλλον επιφάνειας εργασίας στο οποίο η οθόνη παριστάνει μια επιφάνεια εργασίας πάνω στην οποία έγραφα και φάκελοι μπορούν να τοποθετηθούν. Οι διαχειριστές παραθύρου και άλλου λογισμικού συνδυάζονται για να προσομοιώσουν το περιβάλλον επιφάνειας εργασίας με ποικίλα/διάφορα ρεαλιστικά στοιχεία.

POST-WIMP Περιβάλλοντα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μικρότερες κινητές συσκευές όπως τα PDAs και smartphones κατά κανόνα χρησιμοποιούν τα στοιχεία με διάφορες ενωτικές μεταφορές, εξαιτίας περιορισμών στο χώρο και σε διαθέσιμες συσκευές εισαγωγής. Εφαρμογές για τις οποίες το WIMP δεν είναι κατάλληλο ίσως χρησιμοποιούν νεότερες τεχνικές αλληλεπίδρασης, οι οποίες είναι γνωστές σαν post-WIMP.

Όπως το 2011 κάποια λειτουργικά συστήματα που βασίζονται σε οθόνη αφής, όπως το iOS της Apple (iPhone) και το Android, χρησιμοποιούν τα GUI που ονομάζονται post-WIMP. Αυτά υποστηρίζουν είδη αλληλεπίδρασης που χρησιμοποιούν περισσότερα από ένα δάχτυλο στην επαφή με την οθόνη το οποίο επιτρέπει ενέργειες όπως χτύπημα και περιστροφή, τα οποία δεν μπορούν να υποστηριχθούν από ένα δείκτη και ποντίκι.

Τα Post-WIMP συμπεριλαμβάνουν διαχειριστές παραθύρων με δυνατότητες 3D compositing όπως το Compiz, το Desktop Window Manager και το LG3D. Κάποια post-WIMP περιβάλλοντα μπορεί να ταιριάζουν καλύτερα σε εφαρμογές οι οποίες συνδυάζουν 3D περιβάλλοντα, όπως το Google Earth.

Σχεδίαση Γραφικού Περιβάλλοντος Χρήστη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η οπτική σύνθεση και η χρονική συμπεριφορά του GUI είναι το πιο σημαντικό μέρος του προγραμματισμού των εφαρμογών όταν πρόκειται για τον τομέα επικοινωνίας ανθρώπου υπολογιστή. Ο στόχος είναι η ενίσχυση της αποτελεσματικότητας και της ευκολίας της χρήσης τέτοιων εφαρμογών, θέτοντας τον ως βασικό σχεδιασμό του προγράμματος, γνωστό με την αγγλική ορολογία usability (χρηστικότητα).

Η αλληλεπίδραση χρήστη – πληροφορίας γίνετε με τον χειρισμό των «οπτικών» αντικειμένων (widgets) τα οποία αντιδρούν ανάλογα με τα δεδομένα που τους δόθηκαν. Τα widget ενός καλοσχεδιασμένου GUI σχεδιάζονται με σκοπό να εκτελούν τις κατάλληλες ενέργειες ώστε ο χρήστης να παίρνει το κατάλληλο αποτέλεσμα.

Ένα Model-view-controller είναι μία δομή που κάνει το προγραμματισμό για GUI ευκολότερο. Σε αυτήν το περιβάλλον εργασίας είναι ανεξάρτητο αλλά και έμμεσα συνδεδεμένο με την λειτουργία της εφαρμογής. Έτσι ο χρήστης μπορεί να επιλέξει η να τροποποιήσει την εμφάνιση του GUI. Επίσης η δουλεία του προγραμματιστή γίνεται πιο εύκολη, γιατί μπορεί να προσαρμόσει έτσι πιο εύκολα τον σχεδιασμό του GUI στην συνεχώς εξελισσόμενες ανάγκες του χρήστη. Αν και όλα τα παραπάνω είναι αναγκαία, ο καλός σχεδιασμός του GUI εξαρτάται από τον χρήστη και όχι από το σύστημα και την αρχιτεκτονική του.

Τα widgets άλλοτε είναι μεγάλα σε μέγεθος, όπως είναι το πλαίσιο ή το παράθυρο μίας εφαρμογής ή ενός σχεδίου σχεδίου. Άλλοτε όμως είναι μικρά και χρησιμοποιούνται ως εργαλεία εισαγωγής με τα οποία μπορεί και αλληλεπιδρά ο χρήστης με τον υπολογιστή. Εκτενέστερη έχει γίνει η χρήση του GUI στα τελευταίας γενιάς κινητά τηλέφωνα, γνωστά και ως smart phones (έξυπνα τηλέφωνα). Ειδικά τα τελευταία χρόνια που ως συσκευή εισόδου χρησιμοποιούνται οι οθόνες αφής.

GUI και Περιβάλλον Γραμμής Εντολών[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το περιβάλλον γραμμής εντολών απαιτεί γνώση μίας μεγάλης γκάμας εντολών, οι οποίες είναι συνδυασμός λέξεων και συμβόλων. Πράγμα που είναι αρκετά δύσκολο, γιατί η αποτελεσματικότητα και η παραγωγικότητα εξαρτώνται καθαρά από το πόσες τέτοιες εντολές γνωρίζει ο χρήστης. Για να φτάσει ο χρήστης σε ένα υψηλό επίπεδο είναι αρκετά δύσκολο γιατί οι εντολές αυτές θέλουν αρκετό χρόνο για να τις μάθει και δεν είναι ευκολομνημόνευτες.

Αργότερα όταν εμφανίστηκε το GUI, έκανε την χρήση του υπολογιστή πιο εύκολη λόγο της χρήσης των WIMP. Τα WIMP υπερτερούν έναντι της γραμμής εντολών γιατί με τον συνδυασμό των πλήκτρων και του δείκτη μπορεί ο χρήστης να δουλεύει σε πολλά σημεία, ενώ στην γραμμή εντολών δουλεύει μόνο στο τρέχοντα κατάλογο. Στα σύγχρονα πλέον λειτουργικά συστήματα χρησιμοποιούνται και τα δύο περιβάλλοντα, αλλά το GUI λαμβάνει περισσότερη σημασία. Επίσης υπάρχουν και εφαρμογές που έχουν τον συνδυασμό και των δύο περιβαλλόντων. Συχνά η γραμμή εντολών χρησιμοποιείται από τους προγραμματιστές ώστε να μπορούν να επικεντρωθούν περισσότερο στον σκοπό της δουλείας τους και να μην χάνουν χρόνο στον σχεδιασμό των WIMP.

3D GUI[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Για τις απλές οθόνες υπολογιστών οι τρεις διαστάσεις είναι μια ψευδαίσθηση, γιατί οι οθόνες είναι δισδιάστατες. Ωστόσο η τρίτη διάσταση μπορεί να αναπαρασταθεί τοποθετώντας το ένα αντικείμενο μπροστά από το άλλο. Έτσι η αλληλεπίδραση με αυτή είναι εφικτή. Επίσης η χρήση της σκίασης είναι αυτή που κάνει την τρισδιάστατη εικόνα να δείχνει πιο ρεαλιστική.

Τα 3D γραφικά χρησιμοποιούνται κυρίως σε ταινίες του σινεμά, όπως το AVATAR, και σε παιχνίδια υπολογιστών. Όμως η χρήση τους δεν σταματά εκεί. Πολλές εταιρίες προσπάθησαν να δημιουργήσουν τρισδιάστατη επιφάνεια εργασίας, όπως η SUN με το Looking Glass Project. Επίσης χρησιμοποιείται και στην επιστήμη και την έρευνα, όπως η τρισδιάστατη εικόνα χρησιμοποιείται και για την παρουσίαση των αποτελεσμάτων ενός αξονικού τομογράφου.

Γραφικά κελύφη (γραφικά περιβάλλοντα) του Unix[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]