Grafisk brukergrensesnitt – GUI (graphical user interface)

Innledning

Datamus

Tidlig på 60-tallet så den første datamus dagens lys. Douglas Engelbart (1925 – 2013. Hollandsk, tysk, norsk og svensk stamtre)  ved Stanford Research Institute (SRI) var opphavsmannen.

Engelbart startet "Augmentation Research Center Lab" ved SRI. Det var her datamusa så dagens lys. Men også hypertekst, datamaskiner i nettverk og grafisk brukergrensesnitt med bitmapping kom herfra og ble demonstrert i "The Mother of All Demos in 1968". Mye av denne virksomheten ble finansiert av DARPA.

Doug Engelbart

Engelbarts mus sett fra flere vinkler

Stanford Universitet har en egen museside på nettet

Det er en myte at Xerox PARC (Palo Alto Research Center) skapte datamusa. Musa tok turen fra Dougs SRI til Xerox PARC, så til Apple med flere.

Telefunken utviklet også et tilsvarende hjelpemiddel som de kalte "Rollkugel". Den ble vist i 1968 et par uker før Doug Engelbart demonstrerte sin (SRI hadde imidlertid søkt om patent i 1967).

Die Rollkugel -  ©Computermuseum, Stuttgart University

Disse 2 første utgavene av datamus var elektromekaniske. Det var den tyske varianten med en rullende kule som ble mest brukt i årene som kom. Dette er et vanlig utseende inni en nyere utgave:

Mekanisk mus. Her er toppdekslet fjernet 

Scrollehjulet til venstre

Selva kula var som regel laget av stål med et ytre belegg av gummi.

I en optisk mus er kula (die "Rollkugel") erstattet med en eller flere lysemitterende dioder og fotodioder for å detektere hvordan musa flyttes. Disse musene fungerer ikke alltid bra dersom overflaten er blank eller sterkt reflekterende.

En mer presis måte å detektere musebevegelsene på får man ved hjelp av en lasermus. Her benyttes en laser i stedet for en lysemitterende diode. 

Microsoft har forbedret lasermusa og kaller dette "Blue Track Technology. Det er her tale om en bred laserstråle som sammen med en bildesensor og pikselgeometri gir et kontrastbilde av underlaget, selv om dette er et teppe på gulvet av en flyplassterminal. Her er link til en video som demonstrerer dette:  https://www.youtube.com/watch?v=0YtdJWMD4_M

Blue Track-mus

Her er noen eksempler på uvanlige underlag som Blue Track-musa er testet på:

http://windowsitpro.com/windows/bluetrack-vs-laser-unusual-surfaces

De første data-musene var koblet til datamaskinen med kabel. Det at kabelen lignet litt på en musehale var nok opphavet til navnet på produktet: "mus". I den senere tid er det blitt produsert myser som kobles til datamaskinen trådløst, ofte med blåtann-teknologi. Det finnes mange varianter av utforming, f.eks. 3Dconnexion 3DX-700028 SpaceNavigator 3D Mouse:  

Denne har 6 frihetsgrader og er spesielt myntet på 3D-designere, CAD-ingeniører og arkitekter.

Lyspennen er et alternativ til datamusa. Lyspennen ble utviklet ved MIT omkring 1955.

I dag brukes ofte trykkfølsom skjerm som alternativ til datamus (Ipad, Androidpad, kassaapparat, mobiltelefoner m.m.).

Grafikken gjør sitt inntog.

Utviklingen av GUI (Graphical User Interface) krever at disse fire punktene var utviklet: Window, Icon, Menu og Pointing device – ofte forkortet WIMP. Utviklingen av datamusa representerer ett av disse 4 elementene. Starten på utvikling av objektorienterte språk (= språk som kan gi oss figurer og grafikk på skjermen) skjedde i 1960-årene ved Norsk Regnesentral. Sentrale personer her var Ole-Johan Dahl og Kristen Nygård (lederen for NEI til EU). De kalte programmeringsspråket Simula, og det ledet i sin tur til språkene Smalltalk og C++.

Som nevnt over utviklet Engelbarts forskergruppe hypertekst. Dette konseptet ble tatt et steg videre ved Xerox PARC (Palo Alto Research Center). De utvidet hyperlink-begrepet til også å omfatte grafikk. Sentrale personer i denne utviklingen var Alan Kay og Ivan Sutherland. Dette manifesterte seg i form av Xerox Alto, en forløper til den personlige datamaskinen. Link til hardwarebeskrivelsen (fra 1976): http://www.mirrorservice.org/sites/www.bitsavers.org/pdf/xerox/alto/Alto_Hardware_Manual_Aug76.pdf

Xerox Star 8010 – slik så det første kommersielle, grafiske brukergrensenittet ut. Fra 1981.

Steve Jobs besøkte Xerox PARC i 1978 og så da hvordan man kunne benytte datamus og grafisk grensesnitt. Han overtalte Xerox til å holde 2 demonstrasjoner for Apples utviklingsteam. Dette resulterte i Apples "Lisa"-maskin med grafisk grensesnitt og med tilkobling til mus.Denne maskinen kom på markedet i januar 1983.

Kopi av skjermbilde fra "Lisa". Merk at det var kommet en kommandolinje øverst i skjermbildet. Den manglet hos Xerox.

I januar 1984 kom Apple ut med en billigere maskin, kalt Macintosh. Den hadde også grafisk grensesnitt og mus. Her benyttet de en Motorola prosessor fra 68000-familien (egentlig en 6809E-mikroprsessor), noe som var uvanlig i forhold til hva konkurrentene benyttet. Brukergrensesnittet hadde hentet idéer både fra Xerox (inklusive programvaren Smalltalk) og Lisa-maskinen.

Den ikoniske reklamen for Macintosh fra 1984

Den opprinnelig Macintosh

   

Skjermbilde fra Macintosh, 1984 

Programvare i Macintosh

Windows

I perioden 1981 til 1984 ble Microsoft også engasjert i arbeidet med å skrive rutiner for Apple Macintosh. Dette medførte selvsagt at det ikke varte lenge før Microsoft kom ut med et eget, tilsvarende GUI, Windows 1. Dette kom i november 1985.

Microsoft var også inspirert av VisiCorps Visi On (kom ut i desember 1983), et grafisk grensesnitt som skulle kunne benyttes på IBM-kompatible PC-er. Visi On "døde" ut i 1985.

Visi On. Skjermbilde

Noen skjermbilder - Windows 1:

MineSweeper

Balance of Power (spill)

ZSofts PC Paintbrush

Det var ikke mye kommersiell programvare som kunne benyttes sammen med Windows 1, men her er ett eksempel, Adobe Pagemaker:

Link til Windows1. demo: https://www.youtube.com/watch?v=xiKwErpPwMs

Graphical Environment Manager – GEM

GEM var et grafisk grensesnitt som var laget av Digital Research, Inc (DRI) for å benyttes på maskiner med DOS operativsystem. Det ble i første omgang benyttet på Atari ST-maskiner, men også til en serie IBM-kompatible Amstrad-maskiner. GEM Desktop 1.1. kom i april, 1985, og benyttet CGA og EGA-grafikk.

Gem 1.1

DRI ble imidlertid saksøkt av Apple med grunnlag i at GEM lignet mistenkelig mye på GUI-en til Macintosh. Derfor ble den forandret til en mer "rettsak-vennlig" versjon 2. Her er et skjermbilde av denne:

Acorns 8-bitsmaskin (BBC-computer) ble også utstyrt med GEM i 1986.

X-Windows

I begynnelsen av 1980-årene var det en hektisk aktivitet der mange prøvde å lage varianter av grafiske GUI-er. De fleste fikk liten gjennomslagskraft. Ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) startet man imidlertid et prosjekt for å definere et rammeverk for hvordan bitmap-baserte vindu skulle behandles i nettverk i samhandling med mus, tastatur og andre input-/output-enheter. Det dreiet seg her i første rekke om sentrale maskiner på UNIX-plattform (UNIX operativsystem)  som skulle kommunisere med grafiske terminaler. 

Her er et historisk eksempel på X-Windows skjermbilde. Bildet er hentet fra Wikipedia.

I X-Windows er det kun definert protokoller og hvordan de forskjellige grafiske parametre skal være. Det forekommer drimot ingen spesifikasjon om hvordan de forskjellige symboler, menyer eller menylinjer skal se ut. Derfor finnes det i dag derfor mange utforminger av slike X-skjermbilder. Noen av disse ligner til dels på det man i dag finner i Windows eller Apple Macintosh (som GNOME, Cinnamon og KDE ).

Cinnamon desktop på Linux Mint.

Menyene i Cinnamon ligner svært på det vi finner på Windows7-maskiner

En oversikt over GUI-utviklingen frem til nå:

Microsoft har selv lagt ut på nettet "A history of Windows". Her dekkes utviklingen av de forskjellige Windows-variantene fra slutten av 1970-tallet og frem til og med 2015.

Link til dette: https://www.webopedia.com/DidYouKnow/Hardware_Software/history_of_microsoft_windows_operating_system.html

Videoplugger til datautstyr

Hva slags videoplugger finnes og hva heter de?










VGA:

De videopluggene som har flest år på baken, er de som betegnes VGA (Video Graphics Display).
IBM etablerte denne standarden i  disse i 1987. De fleste PC-er har til nå (2014) vært utstyrt med slike tilkoblingsmuligheter:

Det finnes en ikke-standard plugg som kalles Mini-VGA, benyttet i enkelte Apple-produkter i perioden 1999 til 2006:

Samsung laget også en egen variant av Mini-VGA:

DVI:

For å kunne gi skjermbildene høyere oppløsning har man imidlertid laget noe som kalles
DVI (Digital Visual Interface). Dette kom på markedet i 1999. Utformingen er slik:

Disse finnes imidlertid i forskjellige varianter. 

• DVI-A inneholder bare analoge signaler.
• DVI-D inneholder bare digitale signaler.
• DVI-I inneholder både digitale signaler og analoge RGB-signaler, og kan derfor med en enkel overgangskontakt kobles til en VGA-skjerm (analog skjerm).

Ved en skjermoppløsning på 1920 x 1200 punkter vil man kunne ha kabellengder på opptil 4,6 meter. Ved litt lavere oppløsning, 1280 x 1024,
vil man kunne øke maksimal kabellengde til ca. 15 meter.



På de Intel-baserte maskinene til Apple (kom omkring 2009)  ble det benyttet videoplugger med betegnelsen Mini-DVI:

Merk at denne pluggen kan ikke videreføre analoge signaler. En Mini-DVI til VGA adapter
er derfor ikke mulig uten å introdusere elektronikk for å konvertere signalene.




                              Micro-DVI


Apple kom også med noe som kalles Micro-DVI på Macbook Air:

Displayport:

HDMI (High-Definition Multimedia Interface):

Dette interfacet er resultatet av et samarbeid mellom  Hitachi, Matsushita Electric Industrial (Panasonic/National/Quasar), Philips, Silicon Image, Sony, Thomson, RCA og Toshiba. Interfacet skal være bakoverkompatibelt med DVI. DVI-spesifikasjonen sier imidlertid ikke noe om hvordan lyd skal behandles, så her foreligger en viss kompatibilitetsproblematikk. Pluggen er etter hvert blitt svært vanlig i TV-apparat, men mange dataskjermer er nå også blitt utstyrt med HDMI-inngang(er). 

Eksempel på utstyr for konvertering mellom forskjellige pluggtyper:

1 x 19-pin HDMI Type A - hunn
1 x Apple Ligtning - hunn
Kan benyttes mot de nyeste iPad-ene (2015 - 2016)