Кое-что о пользовательском интерфейсе Windows Aero

Новая статья DanielKornev, некогда представившего для нашего проекта замечательный, на мой взгляд, материал по WinFS, посвящена интерфейсу Windows Aero, а также таинственному Aero Diamond и векторной прозрачности...

Введение
В числе новшеств Windows Vista входит новая реализация системы взаимодействия с пользователем. Основная задача этой системы - предоставление конечному пользователю расширенных средств управления компьютером, достаточно простых для того, чтобы их использование воспринималось "на лету". Учитывая, что человек использует компьютер для решения разнообразных задач, и роль компьютера заключена в автоматизации рутинных процедур, а также то, что сами по себе алгоритмы решения многих рутинных задач реализованы в том или ином виде, проблемой использования компьютера является скорее решении проблемы обеспечения такого простого средства взаимодействия с компьютером, которое позволит конечному пользователю сосредоточиться на решении задач, нежели чем на решении проблем взаимодействия с компьютером. Проблема взаимодействия с компьютером состоит в создании некоего комплекса инструментов, включающих в себя как аппаратные, так и программные элементы. Создание высокоэффективных аппаратных инструментов управления является отдельной проблемой; достаточно сказать, что скорость ввода человеком данных в компьютер - это биты информации в секунду, в отличие от того же интерфейсного кабеля. В этой статье решение этой стороны проблемы рассматриваться не будет, речь будет идти о второй стороне - о программных средствах, а точнее о пользовательском интерфейсе программного обеспечения, реализованном в Windows Vista.

Компоненты User Experience
В Windows Vista существует несколько компонентов, отвечающих за взаимодействие пользователя с системой (User Experience, сокращенно UX):
1. Графический оконный менеджер Desktop Window Manager
2. Основные средства ввода данных - клавиатура/мышь/джойстик/трекбол
3. Расширенные средства ввода данных посредством электронного пера - Tablet PC Functionality
4. Система речевого управления (на текущий момент доступна только на английском языке) Speech Recognition.

Эффекты Aero и DWM – Desktop Window Manager
Самым заметным нововведением является, тем не менее, DWM, стоящий за реализацией эффектов Aero. Прозрачные заголовки окон и границы, плавное сворачивание в трей и разворачивание окон, Flip3D, Flip2D, - все это создает непередаваемые ощущения при работе в Windows Vista.
С архитектурной схемы Aero - это несколько уровней, каждый из которых зависит от уровня оборудования. Чем более быстрая конфигурация компьютера, тем более высокий уровень Aero поддерживается системой. Основных уровня 2 - Windows Basic и Aero (ранее известные как Aero Express и Aero Glass). Первый уровень близок к уровню темы Luna в Windows XP, при этом есть все эффекты более высокого уровня Glass, кроме прозрачности заголовков, Flip3D, и анимированных эффектов при сворачивании/разворачивании окон. Второй уровень - Aero Glass - обладает всеми ранее перечисленными эффектами.
Впервые о новом пользовательском интерфейсе Aero публика узнала на конференции WinHEC 2003. Тогда же было заявлено, что уровней Aero будет три; последний обозначался в документации и на слайдах презентаций как Aero Diamond. Согласно этим данным, при включении этого уровня пользователям предоставлялся похожий на Glass интерфейс, отличия были заключены в том, что:
1. Во-первых, эффект прозрачных заголовков обеспечивался посредством использования векторных изображений (в отличие от PNG, как это можно увидеть, воспользовавшись средством просмотра ресурсов, в библиотеке темы Aero)
2. Во-вторых, пользователь мог произвольно изменять размеры окна (масштабировать, как это сделано в Windows Vista Media Center) без потери качества (опять же, за счет использования векторных средств отображения графических элементов). Возможность изменения масштабов окон сама по себе реализована в DWM – по этой ссылке вы найдете информацию о том, как использовать соответствующие функции DWM API для масштабирования окон. Один из сотрудников компании Microsoft на презентации Windows Vista на WinHEC 2006 сказал следующее:
(оригинальный текст взят из блога Kunal, который был одним из участников WinHEC'05)

"However, Microsoft realizes that not all applications will be Avalon-based, and that many Win32 apps will continue to be used on Longhorn systems. Longhorn will still provide automatic scaling of legacy Win32 applications to provide resolution-independence. To demonstrate this, Kam showed us how Longhorn nicely scales the legacy Calculator application and the Command Prompt window for high-resolution displays."

В переводе это означает, что Microsoft отдает себе отчет в том, что далеко не все приложения будут основаны на WPF (Avalon) и то, что приложения, написанные на Win32, будут выполняться и на компьютерах с операционной системой Windows Vista (кодовое имя Longhorn). Windows Vista будет предоставлять возможность автоматического масштабирования обычных Win32-приложений, чтобы обеспечить независимость отображаемого изображения от размеров экрана. Чтобы продемонстрировать это, Kam показал как Windows Vista легко масштабирует обычный Calculator (Win32-приложение) и командную строку на экранах с высоким разрешением.

3. В-третьих, пользователю предоставлялись анимированные эффекты при перемещении окон скриншот с WinHEC 2003.

Несмотря на то, что существуют мнения о том, какая часть указанного выше функционала вообще реализована, важной проблемой является вопрос: будет ли этот функционал предоставлен конечным пользователям при выходе Windows Vista?

Из истории: исследования в области расширенного пользовательского интерфейса (Advanced User Experience)

Microsoft Research – Task Gallery Project
Исторически сложилось так, что в исследовательских лабораториях Microsoft Research есть группы, работающщие над UX. В 1999-ом году одним из исследований этой группы был проект Task Gallery. В этом проекте разработчики решили изменить то, что называется парадигмой - в привычный рабочий стол было "встроено" третье измерение. Проект был реализован на основе специальной закрытой сборки Windows 2000. Одной из поставленных задач было создание 3D окружения, при этом должна была быть сохранена преемственность по отношению к существующему программному обеспечению. Был сконструирован прототип, включающий в себя движок оконного менеджера, позволяющий управлять конечным отображением плоских окон. Пользователь мог наклонить окно, собрать окна в Stack, разложить окна в порядке, подобном Flip3D, уменьшить или увеличить окно, масштабируя его содержимое.

Напомню, что все эти нововведения были реализованы в далеком 1999-ом году.

DWM: «пасынок» Task Gallery
Современная технология DWM обеспечивает по крайней мере часть того функционала, который был доступен в Task Gallery. Необходимо понимать, впрочем, что основной задачей Task Gallery было предоставление конечному пользователю средства, позволяющего с удобством управлять задачами, которые он решает с помощью компьютера. Проект позволял организовывать группировку, сборку в Stack разных окон, тем самым, позволяя пользователю более рационально, более эффективно управлять своим рабочим столом и приложениями. Примером задачи может послужить та же верстка журнала. Вы используете несколько приложений одновременно: текстовый редактор для набора текста, графический редактор для создания изображений, собственно приложение для верстки, в котором Вы собираете в единое целое все то, что Вы сделали в других приложениях, браузер с десятками окон, в которых Вы ищете разные статьи и другие информационные материалы. Основной проблемой является способ эффективного управления этой сложной задачи таким образом, чтобы пользователь мог сосредоточиться на решении задачи, а не освоении системы управления. Встраивание Flip3D в Windows Vista - один из способов предоставления более удобной навигации. Безусловно, в Task Gallery механизмы управления в чем-то гораздо более расширенные и их использование, как показали исследования, делают работу более эффективной, но входной порог для освоения такого способа управления может быть непосильным для очень многих пользователей. После долгих лет работы в 2D-интерфейсе переход на новый уровень абстракции может оказаться слишком трудным и малопонятным.
Тем не менее, то, что часть функционала Task Gallery "перешла" в DWM, - достаточно очевидный факт. В каком объеме, во всяком случае, о третьем уровне Aero - Aero Diamond - известно не так уж и много.

Microsoft Scalable Graphics
В отличие от предыдущего проекта, использование наработок которого напрямую невозможно (если только у вас нет той самой закрытой сборки Windows 2000 и вы не работаете в Microsoft), второй проект, который есть в Microsoft Research, в области управления задачами путем предоставления более «умного» пользовательского интерфейса, вполне доступен для любого желающего. Вы вполне можете получить к нему доступ, скачав дистрибутив по этой ссылке.

Как это уже было отмечено ранее, важным требованием при проектировании пользовательского интерфейса является возможность интеллектуализации и автоматизации при решении человеком тех или иных задач. Другим продуктом исследований Microsoft Research является программа Scalable Graphics. В отличие от проекта Task Gallery, эта программа доступна для скачивания, вы можете установить ее на ваш домашний или рабочий компьютер. Эта программа является своеобразным расширением рабочего стола Windows XP, разделяя его на области. Когда вы работаете с тем или иным окном, оно размещено у вас на экране в его центре, по бокам от него размещены области, помещенноы в которые окна уменьшаются в размерах. Казалось бы, любопытно, но не функционально. Основным преимуществом при такой организации работы с задачами, по замыслу разработчиков, является возможность выделять участки области и присваивать этим участкам имена и после этого "складывать" в эти вновь образованные участки по имени суммарной задачи окна тех приложений, которые вы используете для решения этой суммарной задачи. Это еще одна вариация на тему неявной группировки приложений или вообще чего-либо. В принципе, можно добавить движок, который будет объединять окна приложений, определяя по вашему поведению, какие окна вы используете совместно (обычно это может быть простое копирование информации, как это было описано в примере выше). Безусловно, решение этой задачи в общем случае является задачей для ИИ (искусственного интеллекта), однако в данной ситуации можно выполнить операцию, которую можно условно назвать экстраполяцией. Движок собирает информацию о том, как человек работает, какие операции он выполняет на компьютере, сохраняет ее в свою базу данных, затем, используя средства Data Mining и Analysis, строит предположения о том, как обрабатывать те события, которые человек в дальнейшем будет выполнять за компьютером. По прошествии определенного времени будет набрана критическая масса наблюдений, на основе анализа которых можно будет определить обычные задачи, решаемые человеком с помощью компьютера и автоматически предоставлять группировку задач на рабочем столу пользователю.

На текущий же момент остается только Aero Glass, как официально включенный в Windows Vista, и информация о масштабировании окон, а также о спецэффектах, которые были еще в старых сборках Windows Longhorn, продемонстрированные на далеком от сегодня WinHEC 2003.