Окно – это область устройства отображения, используемая для представления и взаимодействия с объектами, информацией об объектах, или для выполнения действий, применяемых к объекту. Окно обладает строкой заголовка, набором операций перемещения, изменения размера, набором меню и областью для отображения информации об объектах. Обычно окно представляет собой прямоугольник, при котором приложение, использующее окно, является GUI-ориентированным приложением. Окно отображает информацию только на определенную часть или область устройства отображения. Частичное использование устройства отображения позволяет просматривать несколько окон для одновременного взаимодействия с несколькими объектами или управляющими диалогами. Определение окна также подразумевает использование графики или визуализации вместо текстовой информации для указания доступного объема информации (например, использование полосы прокрутки вместо указания типа "1-я строка из 45-ти").
Окно программы (рисунок 4) делится на пять логически независимых частей: строку заголовка (title bar), полосу меню (menu bar), панель инструментов (toolbar), рабочую область (working area), строку состояния (status bar).
Строка заголовка содержит название программы и, возможно, имя открытого ею файла.
Полоса меню предлагает перечень команд по управлению работой программы.
Панель инструментов предоставляет пользователю возможность быстрого выбора наиболее употребляемых команд и представляется в виде различных графических образов: кнопок, текстовых полей, списков и их комбинациями, которые снабжаются надписями или значками, поясняющими их назначение.
Рабочую область окна программа использует для вывода информации на экран дисплея так, как если бы ей был предоставлен экран дисплея полностью. При этом, если выводимая программой информация не может быть отображена в этой области полностью, то она снабжается графическим образом, называемым полосой прокрутки (scroll bar): горизонтальной и/или вертикальной. Полосы прокрутки могут присутствовать в окнах любого типа.
Строка состояния предназначена для отображения контекстно-зависимых подсказок, то есть сообщений пользователю, зависящих от текущего состояния программы. Там могут появляться индикаторы (progress indicator) – графические образы, демонстрирующие ход некоторого длительного процесса.
Пиктограммы.
Пиктограмма во многих отношениях похожа на окно, хотя согласно формальному определению пиктограмма – это область устройства отображения, используемая для наглядного представления объекта. Типичные свойства пиктограммы включают графический символ для представления объекта, заголовок или имя, а также операции непосредственного манипулирования. Наиболее важная операция, которую выполняют над пиктограммой, представляющей объект, – это операция Ореn (Открыть) для отображения окна, содержащего детализированную информацию о объекте.
Существует множество графических символов, применяемых в GUI-интерфейсе, которые формально не являются пиктограммами. Графические символы, используемые для представления действий, атрибутов объектов и состояния могут восприниматься конечными пользователями как пиктограммы, однако с точки зрения GUI-интерфейса и разработчиков стандартов их следует рассматривать как графические кнопки. Для подобных случаев использования графических символов термины "пиктограмма" и "графика" взаимозаменяемы.
Меню.
Меню отображает набор альтернатив, с помощью которых пользователь, может осуществить выбор. Обычно альтернативы GUI-ориентированного меню представляют собой имена выбираемых пользователями команд для выполнения действий над объектами. Примером меню является меню File (Файл), а пример альтернативного варианта команды, размещенной в меню File – команда Print (Печать). Meню содержат в себе полный набор пользовательских команд. Системы, отличные от графических, напротив, требуют, чтобы под меню использовался весь дисплей, при этом меню строятся иерархическим способом.
Существует несколько типов меню: строки меню, выпадающие, всплывающие и каскадные меню. Каковы бы ни были их цель и назначение, компоненты наподобие панели инструментов, представленных пиктограммами, являются меню.
Указатели.
Графические системы обычно содержат координатно-указательные устройства в виде мыши или шарового манипулятора.
С координатно-указательным устройством ассоциируется определенное место на экране, куда пользователь может осуществить ввод с помощью этого устройства. Указатель – это графический символ, визуально показывающий местоположение входа в систему для координатно-указательного устройства. Указатели, используемые в GUI интерфейсе, включают системный указатель в виде стрелки, графическое перекрестие и I-образный или "балочный" указатель (указатель в форме двутавровой балки). Во многих отношениях указатель аналогичен курсору, определяющему место вставки вводимых с клавиатуры символов на экране устройства отображения.
Непосредственное манипулирование.
Наиболее значительное свойство GUI-интерфейса заключается в непосредственном манипулировании, которое позволяет пользователю взаимодействовать с объектами с помощью указателя. Например, окно можно переместить по экрану с помощью мыши, установив указатель на строку заголовка окна, нажав и удерживая кнопку мыши и перемещая мышь (иногда эту операцию называют "захватить и перетащить" – "grab and drag"). Многие действия, выполняемые с помощью выбора альтернатив или меню, можно произвести, воспользовавшись непосредственным манипулированием. Например, во многих системах результатом перетаскивания пиктограммы документа на пиктограмму принтера на рабочем столе является печать документа. К другим действиям, которые выполняются с помощью непосредственной манипуляции, относятся такие операции, как Move (Переместить), Сору (Копировать), Delete (Удалить) и Link(Связать).
Другие свойства.
К некоторым другим методам работы, присущим GUI-интерфейсу, относятся буфер обмена, комбинации клавиш, ускоряющие клавиши в меню и диалогах, а также дополнительные возможности взаимодействия мышь-клавиатура. Несмотря на свою полезность, эти механизмы не рассматриваются как существенные свойства GUI-интерфейса.
В графическом человеко-машинном интерфейсе все элементы пользовательского интерфейса, как и сами данные в окнах, отображаются в графическом режиме, с помощью 256, 16-битной или 32-битной глубины цветового буфера. Это позволяет сформировать привлекательные с точки зрения пользователя окна, кнопки, пиктограммы, ползунки, индикаторы.
Графический интерфейс представляет собой рабочий стол – экран – поверхность стола, бумаги и документы – окна. Значит проблемы “традиционных столов” остаются, ведь обычно рабочий стол всегда завален кучей разных бумаг, и отыскать в этом всем нужный документ недельной давности ох как нелегко. То же твориться и на столе виртуальном.
Перекрытие как метод отображения сразу нескольких документов не только не решает проблему, а наоборот, еще и усугубляет ее. Это и есть еще один существенный недостаток оконных систем с перекрытием окон – трудность с расположением и навигацией между отдельными окнами.
В настоящее время практически все распространенные ОС используют для своей работы графический интерфейс.
Примером может служить Windows 10, реализующая технологию WIMP. Он получил название от следующих понятий: Windows (окно), Image (образ), Menu (меню), Pointer (указатель). Этот интерфейс обеспечивает выполнение одновременно несколько приложений. При этом ЭВМ может работать как в однозадачных режимах, так и в многозадачных.
Характерной особенностью этого вида интерфейса является то, что диалог с пользователем ведется не с помощью команд, а с помощью графических образов – меню, окон, пиктограмм, др. элементов.
WIMP требует для своей реализации цветной дисплей и манипулятор. Также программы, ориентированные на этот вид интерфейса, предъявляют повышенные требования к производительности компьютера, объему его памяти, пропускной способности шины и т.д. Этот вид интерфейса наиболее прост в освоении и интуитивно понятен. Поэтому сейчас WIMP стал стандартом.
WIMP-интерфейс – в виду своей сложности, повысил требования к программным средствам и обеспечению (высокая производительность, большая память и т.д.).
Основные черты WIMP – интерфейса заключаются в следующем:
- работа с программами, файлами и документами происходит в окнах (window) очерченных рамкой;
- программы, файлы, документы, устройства и другие объекты представляются в виде значков (icon);
- все действия с объектами осуществляются с помощью меню (menu);
- для указания объектов используются манипуляторы, обычно мышь. главным средством управления становится манипулятор.
Таким образом, основными понятиями графического интерфейса являются: окно, значок-пиктограмма и меню. Все действия пользователя при этом сводятся к работе с окнами и внутри них.
Пользовательский Web-интерфейс (WUI). WUI-интерфейсы (WUI – Web User Interface) построены на основе GUI-интерфейсы (GUI – Graphical User Interface). Стилевые детали WUI-интерфейсов незначительно отличаются от GUI-интерфейсов, подтверждением чему служат диалоговые окна Web-браузеров.
Базовый WUI-стиль (Web User Interface) весьма схож с меню иерархической структуры, которые пользователи знают по опыту работы в средах с неграфическим интерфейсом за исключением более наглядного представления и использования гиперссылок. Необходимая навигация выполняется в рамках одного или нескольких приложений с использованием текстовых или визуальных гиперссылок. В зависимости от структуры гиперссылок приложения навигация в пределах WUI-интерфейса приводит к отображению Web-страниц в иерархии приложения по одной за раз внутри одного окна. Ниже приводятся основные особенности приложения, использующего WUI-стиль:
- информация обычно отображается в единственном окне, называемом браузером, хотя для представления данных в приложении могут использоваться несколько окон браузеров;
- браузер обеспечивает меню для Web-приложения;
- выбор действий ограничен, так как меню, обеспечивающее обращение к функциям, не является легкодоступным для приложения;
- Web-страница обладает небольшой степенью внутреннего контроля над клиентской областью для открытия специализированных всплывающих меню;
- создание специализированных меню требует дополнительной работы по программированию;
- клиентская область не содержит традиционных пиктограмм;
- многие приложения используют графику и анимацию в эстетических или навигационных целях. Это таит в себе потенциальную угрозу возникновения внешнего визуального шума и увеличения времен отклика при загрузке и раскрытии графических файлов;
- браузер и приложения обеспечивают возможности отключения графики, содержащейся в Web-страницах, так что на экране отображается только их текстовая версия;
- поддержка указателя осуществляется в основном для выбора с помощью одного щелчка мышью или выбора по навигационным ссылкам. Технология "drag and drop" ("перетащить и поместить") не поддерживается за исключением случаев специального программирования в определенных средах. Действия кнопки 2, мыши также ограничены.
Навигация. Переход от одной страницы к другой с использованием гиперссылок или поискового механизма – наиболее часто выполняемая функция WUI-интерфейса. Страницы, с которыми встречается пользователь, существуют в пределах того же самого или другого Web-узла.
Web-броузер обеспечивает базовые возможности навигации для перемещения по Web-узлам и в пределах Web-узлов линейным способом с помощью кнопок панели инструментов Back (Назад) и Forward (Вперед). Навигация от одной страницы приложения к другой в пределах одного и того же Web-узла приложения выполняется с использованием гиперссылок, схемы Web-узла, кнопок и навигационной панели.
По сравнению с GUI-ориентированными приложениями WUI-ориентированные приложения включают несчетное количество элементов поведения, которые не вызываются пользователем, например, анимационных.
К наиболее распространенным компонентам WUI-интерфейса относятся баннеры (заголовки), навигационные панели и визуальные или текстовые гиперссылки, упорядоченные различными способами. Также применяются разнообразные подходы к использованию графики, анимации и цвета:
- баннер представляет собой визуальный заголовок, отображаемый вверху Web-страницы;
- навигационная панель – это список вариантов выбора гиперссылок, обеспечивающих доступ к информации;
- гиперссылка представляет собой вариант выбора, который отображает следующую страницу информации или перемещает фокус отображения на другую область той же страницы;
- браузер – типичный браузер обладает заголовком, навигационной панелью областью, отображаемой в пределах экрана;
- каталог – каталог представляет собой визуальный поисковый механизм, в котором перечислены варианты выбора гиперссылок, используемых для навигации по дополнительным вариантам выбора до тех пор, пока не будет найден искомый результат, допускаются навигационные панели в виде заголовков другие типы навигации по вариантам выбора гиперссылок;
- поиск и результаты поиска – один или несколько элементов управления, с помощью которых пользователь осуществляет ввод или выбор критерия поиска информации, результаты поиска отображаются в том же и другом окне Web- браузера;
- документ – во многом похожий на свой бумажный двойник Web-документ отображает текстовую информацию вместе со ссылками на дополнительные источники или развернутое представление информации;
- записная книжка – некоторые Web-узлы представляют визуальную записную книжку в качестве метафоры для организации данных. Она почти не отличается от навигационной панели, с той лишь разницей, что содержит меньшее количество вариантов выбора.
Факторы успеха, которые, влияют на уровень практичности приложений, использующих WUI-интерфейс – это простота навигации по иерархическим информационным структурам, легкость и быстрота поиска. К другим важным факторам относятся эстетические характеристики и ценность текущего содержания информации.
SILK – интерфейс. SILK– интерфейс (Speech– речь, Image– образ, Language– язык, Knowlege– знание). Этот вид интерфейса наиболее приближен к обычной, человеческой форме общения. В рамках этого интерфейса идет обычный "разговор" человека и компьютера. При этом компьютер находит для себя команды, анализируя человеческую речь и находя в ней ключевые фразы. Результат выполнения команд он также преобразует в понятную человеку форму. Этот вид интерфейса наиболее требователен к аппаратным ресурсам компьютера, и поэтому его применяют в основном для военных целей.
Последнее достижение в области пользовательского интерфейса – SILK-интерфейс. Свое название он получил от английских слов Speech – речь, Image – образ, Language – язык, Knowledge – знание. Этот вид интерфейса наиболее приближен к обычной, человеческой форме общения. В рамках этого интерфейса идет обычный "разговор" человека и компьютера. При этом компьютер находит для себя команды, анализируя человеческую речь, и результат выполнения команд сообщает голосом.
Основу простейшего SILK-интерфейса образуют две технологии: распознавания речи и синтеза речи. Распознавание речи и голосовое управление – означает, по существу, возврат к командному языку, с той лишь разницей, что команды произносятся, а не вводятся с клавиатуры.
Данный интерфейс очень сложен в программном смысле и требователен в аппаратном смысле. Но развитие информационных технологий позволяет всё больше и больше использовать данный интерфейс (голосовой поиск Google).
SILK- интерфейс для общения человека с машиной использует:
- речевую технологию SILK – интерфейса, появившуюся в середине 90-х годов, после появления недорогих звуковых карт и широкого распространения технологий распознавания речи. На текущий момент времени, данная технология шагнула далеко вперёд, уже нет жёстких требований при общении с программой;
- биометрическую технологию (мимический интерфейс) SILK – интерфейса, возникшую в конце 90-х годов. Данная технология определяет биометрические данные человека и вводит их в систему обработки. К ним можно отнести работу со зрачком (определение взгляда, направления, определение структуры радужной оболочки), работа с лицом человека (распознавание личности), отпечатки пальцев, спектр излучения человека;
- семантический (общественный) интерфейс. Этот вид интерфейса возник в конце 70-х годов XX века, с развитием искусственного интеллекта. Он включает в себя и интерфейс командной строки, и графический, и речевой, и мимический интерфейс. Основная его отличительная черта – это отсутствие команд при общении с компьютером. Запрос формируется на естественном языке, в виде связанного текста и образов. По своей сути это трудно называть интерфейсом – это уже моделирование "общения" человека с компьютером.
Похоже, что в связи с важным военным значением этих разработок (например, для автономного ведения современного боя машинами – роботами, для "семантической" криптографии) эти направления были засекречены.