嵌入式Linux的圖形用戶接口(GUI)設計

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前言:操作系統(tǒng)從純文本界面一路進展到光鮮亮麗的圖形外表,其中包含了無數的設計師的創(chuàng)意,當然,也有許多截他人之長補自己之短的案例出現。在嵌入式系統(tǒng)方面,由于Linux已經是主流嵌入式架構之一,針對這個架構所開發(fā)出來的嵌入式產品自然也要在圖形用戶接口花費相當大的心力。
    兼顧硬件的特殊性、功能的易用性、視覺美感等要素,這些皆是嵌入式系統(tǒng)GUI設計的重點,但是過去的圖形接口設計并沒有專門的設計人員來負責,而多由程序設計人員或者是美工人員兼差扛起,這些人沒有接受過專業(yè)的人機接口設計,或者是想法太過一廂情愿,無法真正切合使用者需求。甚至,部分廠商干脆就直接抄襲國外大廠的接口設計,如此不尊重專業(yè)的結果,就是導致臺灣在圖形接口設計的經驗累積與發(fā)展遠遠不及國外大廠。大陸方面其實也在走過去臺灣走過的老路, 從抄襲,轉而代工,自有設計少之又少。
    設計圖形用戶接口的必要概念
    在PC上的各類圖形用戶界面的共同特點是以窗口管理系統(tǒng)為核心,使用鍵盤和鼠標作為輸入設備。窗口管理系統(tǒng)除基于可重迭多窗口管理技術外,廣泛采用的另一核心技術是事件驅動(Event-Driven)技術。圖形用戶界面和人機交互過程極端依賴視覺和手動控制的參與,因此具有強烈的直接操作特點。而在嵌入式系統(tǒng)上,不同規(guī)模的硬件架構對于圖形接口的需求也各有不同,但基本理念仍然一致,那就是作為使用者與機器的有效溝通管道。
    由于目前多媒體的概念正風行,操作系統(tǒng)與用戶溝通的方式從過去的純文本、圖形、到了現代,已經轉變成動畫、聲音甚至3D影像的結合產物。這些結合多媒體概念的人機接口設計,在現代信息產品中扮演著極為重要的角色,由于人類對于訊息的感受最直接的就是視覺與聽覺,結合了兩大感官能力,可以進一步豐富信息內容與用戶進行的交互作用。至于在操作應用方面,電視游樂器Wii所帶來的嶄新操作方式,也可以提供我們對將來下一代操作系統(tǒng)用戶接口操作方式的另1層省思,擺脫過去鼠標與屏幕在操作上相對缺乏直覺的印象,可以利用動作感應與屏幕進行最直接的互動,將來甚至也可能透過腦波控制,直接利用腦波對操作系統(tǒng)進行操控。
    使用者與機器溝通的管道與方式隨著科技的進步而增加,但基本上,人類在使用系統(tǒng)所提供的操作接口時,大多依靠的事日常生活所提供的經驗來做判斷,操作接口符合人性,越能達到直覺的目標,用戶花在與機器溝通的訓練時間就可以相對縮短,但是親易近人之后,也要注意依照此方式所設計出來的操作接口是否擁有足夠的深度,能夠充分發(fā)揮硬設備本身的能力,因為一致性是非常重要的設計原則,為了要使用到更進階的硬件機能就必須呼叫出不同的用戶接口的話,那么這樣的設計就無法維持其一致性,雖然可以應用到更完整的系統(tǒng)能力,但基本上并不能稱為1款成功的用戶圖形接口。
    操作系統(tǒng)的用戶接口發(fā)展
    嚴格來說,真正將圖形用戶界面帶入一般信息應用的,乃是Apple公司,諸如收拉式選單、圖示、拖拉操作以及點擊執(zhí)行等概念,都是早在1980年代時就由該公司所開發(fā)構思出來的,其后Apple公司也持續(xù)在圖形操作領域有非常多的進展,諸如微軟、Linux等都只不過是這股風潮之下的追隨者,其中微軟算是在操作系統(tǒng)操作接口中,參考Apple公司最徹底的1家,從早先的Windows 3.x,到目前最新的Vista,處處都可以看到Apple公司操作系統(tǒng)的影子在。
    隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展,用戶也越來越注重裝置上的操作簡易性,在消費型行動設備上,美觀更是成為視覺操作接口的設計要點之一,各家行動設備廠商在美感的發(fā)揮程度上各有不同,但是基本上都還是依循的既有的模式,比如說在手機接口設計上,常見的9宮格甚至12宮格操作模式就成為各主流手機接口的標準樣版,收放式選單、圖示以及超鏈接的概念也被徹底的實行。
    臺灣的代工思維 無法創(chuàng)造出像Apple公司產品的用戶接口
    要在嵌入式系統(tǒng)的有限資源中做繁復的圖形接口設計是一件非常不容易的事情,有時開發(fā)者為了省時省事,就只能建議項目以實用為主,避免太多花俏的設計。不過創(chuàng)意依然是用戶接口設計上的最重要元素之一,就以Apple公司的iPhone及過去的iPod為例,其實在技術層面上非常的簡易,都只是現有技術的整合而已,但是為何臺灣設計者辦不到?為何臺灣的手機產業(yè)及相關手持式裝置也都只能沿用公版接口或只能沿襲舊有操作習慣?教育是問題之一,但主事者的態(tài)度也是關鍵,臺灣并不缺乏這方面的設計人才,缺乏的只是宏觀的態(tài)度以及長久的遠見。
    由于硬件不斷的發(fā)展與更新,因此未來的嵌入式系統(tǒng)在用戶接口的設計上還是有非常大的發(fā)展空間,國內廠商若能好好的把握這塊市場機會,積極培養(yǎng)人才,并且尊重專業(yè),臺灣便有機會可以脫離代工產業(yè)流血砍價拼規(guī)模的惡性循環(huán),沖出紅海的陰影,另辟一番藍海新天地。
    嵌入式Linux的應用方興未艾
    嵌入式系統(tǒng)正以它體積小、專用性等特點深入社會應用的各個層次。在此領域中,嵌入式Linux在開發(fā)活力上,以及技術深度,可以說是目前嵌入式技術領域的之一,除了有各大半導體、服務器端、終端硬設備廠商的支持以外,在開發(fā)難易度上,也因為具備了非常豐富的支持文件及社團資源,且操作系統(tǒng)本身不需授權費用,或授權費用相對低廉(端視不同廠商的授權方式),成本更顯低廉,因此被嵌入式硬件廠商廣泛采用。
    在特定嵌入式應用領域中,比如PDA、智能型手機、UMPC、工控計算機等嵌入式架構中,嵌入式Linux的圖形用戶界面的性能將直接影響整個系統(tǒng)的操作感受與流暢度,因此產品制造商和最終用戶。如何針對用戶的需求,在已有的圖形用戶界面上,訂制和改進出具有特定功能的圖形用戶界面,是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者共同關注的問題。
    嵌入式Linux圖形用戶界面的分類
    嵌入式系統(tǒng)往往是非常特化的硬設備,針對不同的應用,因此對圖形用戶界面的需求也會有所不同。有的系統(tǒng)只要求簡單的圖形功能,而有些系統(tǒng)要求完備的GUI能力支持。因此很多嵌入式系統(tǒng)需要自行定制的嵌入式圖形用戶界面