編者按：如果你用過(guò)Ubuntu 一類(lèi)的 Linux 操作系統(tǒng)，那么你大概率是接觸過(guò) GNOME 這個(gè)桌面環(huán)境的。這篇文章出自 GNOME 團(tuán)隊(duì)的博客，他們一直在重新思考桌面窗口管理器的交互邏輯，并且試圖提升它的整體可用性。這個(gè)問(wèn)題其實(shí) Windows 和 macOS 的團(tuán)隊(duì)同樣在思考，各自都有一些探索性的設(shè)計(jì)，但是 GNOME 的這個(gè)，更有意思，也更加值得學(xué)習(xí)和思考。以下是正文：

窗口管理是最令我著迷的一個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題，掐指算來(lái)，窗口隨著圖形化界面誕生，至今已經(jīng) 50 年了，可是如今依然沒(méi)有徹底完善的管理方案。我們從一開(kāi)始，就依賴(lài)將窗口作為承載內(nèi)容、處理多任務(wù)的隱喻和方式。在這個(gè)隱喻當(dāng)中，每個(gè)應(yīng)用程序都可以生成一個(gè)乃至于多個(gè)矩形的窗口，窗口之間可以互相交疊，移動(dòng)，并且可以調(diào)整大小。

互相重疊的窗口很快會(huì)變得混亂

如果你的桌面上只有幾個(gè)小窗口，傳統(tǒng)的桌面窗口系統(tǒng)通?？梢院芎玫毓ぷ?，但是隨著窗口數(shù)量和大小的增加，問(wèn)題就會(huì)出現(xiàn)。當(dāng)新窗口出現(xiàn)的時(shí)候，互相之間就會(huì)遮擋，有的窗口會(huì)被完全遮蓋住。當(dāng)你最大化某個(gè)窗口的時(shí)候，所有的窗口都會(huì)被隱藏。

幾十年來(lái)，各種不同的操作系統(tǒng)使用不同的工具和流程，來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題，工作區(qū)、任務(wù)欄、切換器，都是這樣來(lái)的。然而，從 70 年代開(kāi)始，一直到現(xiàn)在，基本沒(méi)有根本上的改變，而問(wèn)題也從未消失。

雖然我們當(dāng)中絕大多數(shù)人，已經(jīng)習(xí)慣了這套體系，也能夠忍耐這套系統(tǒng)的各種情況，但是這并不意味著它沒(méi)有問(wèn)題。尤其當(dāng)你看電腦新手的時(shí)候，比如小孩和老人，你會(huì)更加明顯地感知到這些問(wèn)題。移動(dòng)窗口，調(diào)整窗口的尺寸，這兩個(gè)操作最為明顯，因?yàn)樗枰脩?hù)進(jìn)行精細(xì)的操作。但是這種功能是整個(gè)窗口管理系統(tǒng)自帶的，用戶(hù)必須要掌握的，也經(jīng)常被人戲稱(chēng)為「Shit work」。

大多數(shù)時(shí)候，你其實(shí)并不關(guān)心窗口的大小和位置，僅僅只是想查看當(dāng)前任務(wù)所涉及到的窗口而已。而在多數(shù)時(shí)候，你會(huì)將窗口最大化。少的時(shí)候，這種最大化的窗口有三四個(gè)，多的時(shí)候有十幾個(gè)，即使這比較少見(jiàn)?；靵y是默認(rèn)存在的，而用戶(hù)需要接納它們，還得整理它們。

將窗口變成「瓷磚」

傳統(tǒng)的窗口管理機(jī)制當(dāng)中，會(huì)使用平鋪展示來(lái)解決窗口重疊的問(wèn)題。雖然這種設(shè)計(jì)在某種情況下效果不錯(cuò)，但是考慮到實(shí)際的需求，它也就幫用戶(hù)整體預(yù)覽一下有哪些程序有哪些窗口僅此而已，在可用性上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

原因之一，是窗口管理器的平鋪視圖之下，會(huì)根據(jù)屏幕空間大小將所有的窗口等比例的縮放預(yù)覽，但是絕大多數(shù)的程序其實(shí)都有各自所設(shè)定的窗口比例。最典型的就是即時(shí)通訊類(lèi)的程序，它們通常窗口都比較瘦長(zhǎng)。當(dāng)然，有的桌面窗口管理系統(tǒng)會(huì)使用一些特殊的窗口平鋪機(jī)制，比如在 Linux 下著名的桌面管理器 Gnome 下，會(huì)使用名為 Forge 的屏幕窗口模式，窗口會(huì)統(tǒng)一縮的很窄：

當(dāng)然，這也很容易聯(lián)想到錘子 TNT 系統(tǒng)下的搜索引擎多開(kāi)的「發(fā)牌手」功能：

窗口管理的平鋪模式的另一個(gè)問(wèn)題，是會(huì)將新的窗口隨意放置一個(gè)位置。這主要是因?yàn)橄到y(tǒng)不了解用戶(hù)使用程序打開(kāi)窗口的上下文環(huán)境，這導(dǎo)致用戶(hù)只能在事后手動(dòng)調(diào)整窗口大小，而這正是我們想要要盡量避免的問(wèn)題。

而 iPadOS 上的窗口管理機(jī)制則非常有趣，它的使用場(chǎng)景更加受限，而正是這種受限讓它可以更加具有目的性，這種方式只允許并排平鋪2個(gè)窗口，并不能很好的擴(kuò)展到更大的屏幕上。

歷史發(fā)展

長(zhǎng)期以來(lái)，Gnome 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)一直都非常關(guān)注窗口管理這個(gè)話題，我記得是在 2017 年第一次 GUADEC 上就和 Jakub 討論過(guò)這個(gè)問(wèn)題，此后進(jìn)行過(guò)無(wú)數(shù)次的討論，溝通想法，構(gòu)想概念。在這些概念設(shè)計(jì)和想法當(dāng)中，比較具有里程碑意義的是 2019 年的一次設(shè)計(jì)和 2020 年 GNOME40 的設(shè)計(jì)，此后，在 2022 年柏林的 Mini GUADEC 和 2023 年 Brno hackfest 上，我們基于之前的概念更進(jìn)一步調(diào)整。

在 HDR hackfest 期間，提出了磁貼式窗口管理的概念。從左到右分別是Robert Mader、Marco Trevisan、Georges Stavracase、Jakub Steiner 和 Allan Day（遠(yuǎn)程）、Florian Müllner、Jonas Dre?ler。

我個(gè)人有個(gè)習(xí)慣，每年會(huì)花費(fèi)幾周的時(shí)間來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。比如在 2020 第一次疫情隔離期間，我花費(fèi)了相當(dāng)多的時(shí)間來(lái)構(gòu)想一個(gè)磁貼版本的 GNOME Shell。

目前的平鋪界面模式

基本上，從 GNOME 3 的早期版本開(kāi)始，GNOME 就有了基本的平鋪視圖，雖然很好，但是它有明顯的局限性：

• 它完全是手動(dòng)的
• 僅支持2個(gè)個(gè)窗口的并列展示，并且無(wú)法擴(kuò)展到更加復(fù)雜的布局
• 在堆棧視圖中，2窗口平鋪視圖并不會(huì)同時(shí)呈現(xiàn)，其他窗口隨時(shí)會(huì)影響使用
• 工作區(qū)的創(chuàng)建也是手動(dòng)的，并未集成到工作流當(dāng)中

多年來(lái)，我們也一直想創(chuàng)建出更強(qiáng)更易用的平鋪視圖，但是由于技術(shù)限制，牽涉到的工作量很大，并且缺乏明確的設(shè)計(jì)方向，因此一直沒(méi)有取得太大的進(jìn)展。現(xiàn)在，我們終于找到相對(duì)明確的設(shè)計(jì)方向了，這著實(shí)是令人振奮！

不互相遮擋的界面模式

關(guān)于這個(gè)功能的設(shè)計(jì)，我們討論關(guān)鍵點(diǎn)是，如果向 GNOME 添加一種新的窗口管理方式，它需要足夠好用才能成為默認(rèn)的窗口管理機(jī)制。我不想添加一個(gè)額外的工具，但是又無(wú)法解決絕大多數(shù)用戶(hù)的窗口管理的問(wèn)題。

因此，我們提出的想法大概是這樣的：

• 自動(dòng)執(zhí)行用戶(hù)可能想要的操作，并且允許用戶(hù)根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整
• 將工作區(qū)作為工作流程可以集成的一個(gè)部分
• 為應(yīng)用程序添加更加豐富的元數(shù)據(jù)，以更好地實(shí)現(xiàn)集成的需求

按照我們當(dāng)前的概念設(shè)計(jì)，它有3種潛在的布局狀態(tài)：

• 馬賽克布局，一種新的窗口管理模式，結(jié)合了平鋪布局和傳統(tǒng)浮動(dòng)堆疊布局的優(yōu)點(diǎn)
• 邊緣平鋪布局，即窗口會(huì)水平方向平鋪展示
• 堆疊浮動(dòng)布局，就是咱們現(xiàn)在最常用的經(jīng)典窗口管理方式

馬賽克布局被設(shè)置為默認(rèn)交互。當(dāng)你打開(kāi)一個(gè)窗口，它會(huì)按照這個(gè) APP 最實(shí)用的比例和尺寸，在屏幕中心打開(kāi)，瀏覽器這種 APP 通常可能會(huì)最大化展示，而天氣類(lèi)的應(yīng)用，通常大概 700x500 px 的尺寸也就夠用了。

當(dāng)你打開(kāi)更多窗口的時(shí)候，現(xiàn)有的窗口會(huì)自動(dòng)移動(dòng)到一旁，為新的窗口騰出空間。如果新打開(kāi)的窗口空間不夠用，比如它需要最大化呈現(xiàn)，那么會(huì)它會(huì)移動(dòng)到自己的獨(dú)立的工作區(qū)。如果所有的窗口布局接近鋪滿(mǎn)屏幕，那么所有窗口會(huì)自動(dòng)擴(kuò)展平鋪，占滿(mǎn)屏幕。

當(dāng)然，用戶(hù)可以手動(dòng)讓窗口平鋪。如果有足夠的空間，其他的窗口能夠保留馬賽克布局，但是如果沒(méi)有足夠的空間用于馬賽克布局，那么系統(tǒng)會(huì)提示你另外新開(kāi)一個(gè)桌面窗口。

用戶(hù)可以讓一個(gè)桌面不止并排放置 2 個(gè)窗口，任何平鋪的區(qū)域或者剩余的區(qū)域，都可以拖進(jìn)另外一個(gè)窗口，來(lái)進(jìn)行分割，并且在允許的情況下，平鋪狀態(tài)下的小窗口的尺寸是可以調(diào)整的。

當(dāng)然，總會(huì)有一些情況需要將窗口放在屏幕的特定位置，新的系統(tǒng)也會(huì)允許窗口出現(xiàn)在馬賽克模式和平鋪窗口層之上的經(jīng)典浮動(dòng)模式，然而，我們認(rèn)為這種浮動(dòng)窗口相對(duì)情況較少，它們類(lèi)似我們?nèi)缃竦摹甘冀K處于最上層」的界面行為。

當(dāng)然，這套體系還有更多的規(guī)則和細(xì)節(jié)，但是希望上面的內(nèi)容可以讓你對(duì)于我們接下來(lái)的設(shè)計(jì)有一個(gè)基本的了解。

新窗口的元數(shù)據(jù)

如你所見(jiàn)，為了避開(kāi)傳統(tǒng)平鋪窗口管理器的陷阱，我們需要有更多來(lái)自窗口的元數(shù)據(jù)。目前體系下，窗口可以設(shè)置固定大小，但是為了構(gòu)建更出色的體驗(yàn)，我們需要更多的信息和數(shù)據(jù)。

有的窗口永遠(yuǎn)都不應(yīng)該在 4K 顯示器上最大化顯示。

目前缺少一個(gè)重要的信息，是窗口所需的最大尺寸的信息，超過(guò)這個(gè)尺寸，窗口內(nèi)的內(nèi)容將不再好看。沒(méi)有這些信息，也恰恰是傳統(tǒng)桌面的窗口管理器平鋪模式下的問(wèn)題之一，尤其是在大屏幕上呈現(xiàn)的時(shí)候。這個(gè)最大尺寸并不是硬性要求，而更像是一個(gè)推薦尺寸，依然可以手動(dòng)調(diào)整大小，但是，系統(tǒng)可以借此來(lái)計(jì)算最佳的窗口布局，比如，當(dāng)這個(gè)窗口被拖到屏幕一側(cè)平鋪開(kāi)的時(shí)候，平鋪的寬度會(huì)參考這個(gè)最大尺寸的參考數(shù)據(jù)。

此外，程序窗口的最佳尺寸數(shù)據(jù)，對(duì)于新的馬賽克模式也是非常有幫助的。理想情況下，這些屬性都可以根據(jù)窗口的內(nèi)容動(dòng)態(tài)設(shè)置。

當(dāng)然，想要將整個(gè)生態(tài)遷移到新的窗口管理模式，并不是一件容易的事情，但是由于 API 的簡(jiǎn)單性和通用性存在，我認(rèn)為這種情況成功的概率還是很大的。

下一步

在今年 4 月的 Brno hackfest 上，我們和 GNOME Shell 的開(kāi)發(fā)者就很多技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行了初步的討論，我們初步統(tǒng)一按照前文的計(jì)劃來(lái)推進(jìn)整個(gè)桌面窗口管理器的研發(fā)，當(dāng)然，還有大量的工作要做。

在設(shè)計(jì)方面，最大的不確定性，依然是馬賽克模式本身，這種新穎的窗口管理方式并沒(méi)有太多現(xiàn)有的技術(shù)支持，這令人興奮，同時(shí)也有點(diǎn)冒險(xiǎn)。

作者：陳子木