OS PRINCÍPIOS BÁSICOS PARA O DESIGN DAS INTERFACES GRÁFICAS DE USUÁRIO: UMA REVISÃO DE LITERATURA HISTÓRI

SSN 2179-7374 ISSN 2179-7374 Ano 2013 - V.17 – N0. 03

OS PRINCÍPIOS BÁSICOS PARA O DESIGN DAS INTERFACES GRÁFICAS DE USUÁRIO: UMA REVISÃO DE LITERATURA HISTÓRICA

André Luis Marques da Silveira1 Vinicius Gadis Ribeiro2

Resumo Este artigo provê uma introdução ao campo de interação homem-computador, especificamente o estudo das interfaces gráficas de usuário (GUI). A partir de uma revisão de literatura histórica identificamos os princípios que fundamentam as estratégias de design das GUI. Esses princípios apontam para a exploração das habilidades sensório-motoras e dos modelos mentais dos usuários. Ao final, apresentamos um quadro síntese desses princípios com uma descrição básica dos mesmos e o enquadramento teórico que fundamenta seu emprego. Palavras-chave: interface gráfica de usuário; projeto de interfaces; interação homemcomputador.

Abstract This paper provides an introduction to the field of human-computer interaction, specifically the study of Graphics User Interface (GUI). From a review of historical literature identified the principles that underlie the design strategies of the GUI. These principles point to the exploration of the sensory-motor abilities and the mental models of users. At the end, we present a summary table of these principles with a basic description of them and the theoretical framework that underlies their employment. Keywords: graphics user interface; interface design; human-computer interaction.

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Professor Doutor, Programa de Pósgraduação em Design MDes - UniRitter, [email protected]

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Professor Doutor, Programa de Pósgraduação em Design MDes - UniRitter, [email protected]

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Os Princípios Básicos para o Design das Interfaces Gráficas de Usuário: uma Revisão de Literatura Histórica

1. Introdução Este artigo aborda a comunicação homem-computador, especificamente o estudo das Interfaces Gráficas de Usuário (GUI). As questões que buscamos responder são: Quais foram os primeiros sistemas e pesquisadores que contribuíram para o desenvolvimento das GUI? Como foram instituídas as técnicas atuais das GUI? Quais são os princípios básicos que regem a interação através das GUI? Ao desenvolver esta pesquisa, percebemos que para falar sobre Interfaces Gráficas de Usuário (GUI) era fundamental descrever sua história. Os esforços despendidos por centros de pesquisa, como o Massachusetts Institute of Technology, Stanford Research Institute, Xerox Palo Alto Research Center, Apple Computer, e liderados por cientistas e pesquisadores tais como, Vannevar Bush, Douglas Engelbart, Ivan Sutherland, Alan Kay, Ben Shneiderman, Dominique Scarpin, Brenda Laurel, Theo Mandel, Kevin Mullet, entre outros, comprovam a importância desta área de estudo. Essas instituições e seus cientistas concentraram esforços na busca e desenvolvimento de interfaces que permitissem uma interação mais amigável com os usuários e que amplificassem os recursos tecnológicos para o trato das informações. A busca os levou a procurar as respostas em outras áreas de conhecimento. As soluções encontradas geraram o que designamos de “princípios básicos para o design das interfaces gráficas” e que podem ser facilmente observadas ainda em sistemas operacionais na atualidade. Para tanto, adotamos a metodologia de análise de conteúdo. No plano epistemológico a investigação foi do tipo estruturalista e empregou critérios semânticos para a seleção dos dados. Além disto, os seguintes fatores foram considerados para análise dos dados selecionados: cronologia, concepção e emprego de novas ideias e conceitos, participação dos pesquisadores em projetos comuns. Ao final do artigo, apresentamos uma tabela que sintetiza nossa investigação. Nela são apontados os princípios, teorias e modelos que fundamentam a concepção do design das GUI. Esses princípios devem ser observados pelo projetista de Interfaces com o objetivo de oferecer uma interação mais amigável e natural possível, de modo que qualquer pessoa sinta-se encorajada e confortável para interagir com os computadores. Entendemos que a partir desses princípios, diversos ferramentais têm sido concebidos ao longo das últimas décadas. Os mesmos são comumente designados de diretrizes, linhas guias, padrões de design, ferramentas de software para a prototipagem de telas, heurísticas, categorias de análise, critérios ergonômicos, especificações ou requisitos de projeto, dentre outros. Ressaltamos que o material apresentado neste artigo sistematiza uma parcela desse conhecimento e aponta as perspectivas teóricas que deram origem ao Design das GUI. Assim, o presente trabalho está estruturado da seguinte forma: a seção dois explora considerações históricas sobre as interfaces gráficas de usuário. A seção três contempla a síntese da análise realizada, bem como as considerações do presente trabalho.

2. Desenvolvimento Esta revisão permitiu que identificássemos os sistemas e pesquisadores que influenciaram o desenvolvimento dos computadores Alto e Star (Xerox PARC). Estes 7

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computadores são caracterizados como os primeiros sistemas que adotaram as GUI. Os sistemas citados apresentam uma vasta literatura que comprova seu entrelaçamento histórico. 2.1. Memex (1945) Em 1945 Vannevar Bush escreve um artigo chamado “As we may think”, publicado na revista Atlantic Monthly. Neste artigo, o cientista constata que as bibliotecas do mundo precisavam de um novo sistema de seleção, que permitisse organizar, armazenar e recuperar informações de forma automatizada. Como resposta a este problema, Bush esboça o projeto de um dispositivo chamado de Memex. Sua visão vislumbrava uma rede de troca de informações com o objetivo de facilitar o acesso aos dados por associação. Para tanto, a máquina deveria ser pensada como uma extensão da mente humana, possuindo a capacidade de registrar ideias e disponibilizar as mesmas, através de dispositivos interativos. A máquina Memex, deveria combinar duas tecnologias, emergentes naquele momento, o microfilme e a lógica elétrica. Entretanto, o maior problema enfrentado seria o método de automatizar o acesso às informações, pensado em termos de rastros consecutivos de informações (associações por semelhança ou contiguidade). A visão de Bush influenciou pesquisadores como Douglas Engelbart, Ted Nelson, entre outros. 2.2. NLS (1961) e Augment (1968) Um dos leitores mais importante de Vannevar Bush foi Douglas Engelbart. Ele compartilhava das mesmas indagações que Bush havia relatado em seu artigo. Entretanto, a solução encontrada por ele se baseava em capacitar o computador para o reconhecimento e manipulação de símbolos. Engelbart imagina um computador que permitisse construir e manipular estruturas complexas interligadas, e que permitisse realizar ligações internas no corpo dos textos (Ted Nelson chamaria de hypertext). A partir desta ideia, concebe sua tese de doutorado intitulada “Augmentation of man’s intellect” (ENGELBART, 1995,) onde disserta sobre o conhecimento, a representação do conhecimento e a relação entre as pessoas, sociedades e as ferramentas. Para poder gerar o “Augmentation of man’s intellect”, o autor propõe uma análise de quatro classes de elementos que potencializam as capacidades humanas básicas, a saber:  Artefatos: objetos físicos projetados para prover adaptação humana, para a manipulação de materiais ou objetos e para a manipulação de símbolos.  Linguagem: via pela qual os indivíduos classificam as imagens do seu mundo, dentro das concepções que sua mente usa para modelar o mundo, e os símbolos que estão ligados a estes conceitos e usos na manipulação consciente dos conceitos (pensamento).  Metodologia: métodos, procedimentos e estratégias pelas quais um indivíduo organiza suas metas, objetivando a solução de problemas.  Instrução (treinamento): condicionamento necessário para acarretar a prática no uso dos argumentos concebidos nos itens anteriores, objetivando uma operação eficiente. Para o autor, o sistema sensório-motor (o corpo) é o elemento que faz interface 8

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entre a parte mental do ser humano e o mundo exterior (o computador). Esta crença o conduziu no desenvolvimento de uma série de artefatos que refletem a importância do corpo na interação entre o homem e o computador. Antes de seus experimentos, a interação física entre o homem e o computador estava limitada basicamente ao ato de digitação. O teclado, o teletype, o cartão perfurado, eram as interfaces de comunicação, sendo que o corpo do usuário só participava da ação como um veículo de transcrição de dados. Com o desenvolvimento do mouse e do Keyset, Engelbart acarretou um salto qualitativo na interação entre homem e máquina, introduzindo o corpo num jogo sensório-motor que potencializa as capacidades humanas básicas. As experimentações conduzidas por Engelbart não se limitaram às mãos e aos olhos, mas envolveram outras partes do corpo (o joelho, a cabeça, etc.) como modo sensório-motor de controlar um cursor, que se apresentava na tela do computador. Os artefatos concebidos por Engelbart permitiam uma conexão direta entre o olho (percepção) e a mão (motor). Eles não só possibilitavam ao usuário apontar um objeto qualquer na tela, mas também introduziam uma conexão direta entre o espaço topográfico da interface e o gestual humano. Ampliando-se o conceito, à invenção de artefatos como o mouse, abre-se espaço para qualquer tradução de movimento humano no espaço da interface. O oN-Line System (NLS) foi um sistema que buscava ilustrar as ideias de Engelbart e foi desenvolvido no Stanford Research Institute (SRI) durante a década de 60. Figura 1: Imagem do protótipo de Mouse concebido por Douglas Engelbart.

Fonte: Douglas Engelbart Institute - http://www.dougengelbart.org

O sistema NLS foi o protótipo do sistema Augment. O Augment era um sistema de edição de texto direcionado para ambiente de rede de multiusuário. Ele foi projetado com o objetivo de facilitar as atividades das pessoas que atuam basicamente no gerenciamento das informações e que possuíam a incumbência de planejar, analisar e resolver problemas. O sistema permitia a transmissão de mensagens eletrônicas via rede (e-mail na atualidade) e possui o conceito de Links (conexões) para o endereçamento de arquivos. Os links eram identificados no documento pelo endereço do arquivo entre parênteses e permitia a leitura dos documentos, através de saltos, entre os diversos documentos que constavam na relação de endereços (caminhos). 9

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Figura 2: Imagem do sistema Augment

Fonte: http://www.youtube.com/watch?v=1MPJZ6M52dI

Os caminhos consistiam de uma série de nomes de arquivos que deveriam ser especificados pelo usuário que construía as conexões. Além disso, o usuário podia especificar a quantidade de linhas ou a parte do arquivo deveria ser apresentado. A leitura também permitia especificar filtros que restringiam as informações desejadas.

CRÉDITOS ATRIBUIDOS A ENGELBART 

Correio eletrônico.

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Exibições em múltiplas janelas.



Hypertext (não-linearidade de navegação de textos).



Mouse.



Sala de reunião eletrônica (teleconferência).



Trabalho Cooperativo (Collaboration – Multiple Authoring of Hypertext Databases).

O Augment utilizava-se de janelas para a exibição das informações no Modo Texto. Entretanto, o poder do sistema estava relacionado às possibilidades de apresentar de diferentes maneiras as informações do banco de dados. O sistema foi demonstrado na Spring Joint Computer Conference, em 1968. 2.3. Sketchpad (1961) Em 1961, Ivan Sutherland desenvolveu um programa chamado Sketchpad (bloco de rascunhos) para sua tese de doutorado no MIT Lincoln Laboratory (Preece, 1996) que demonstrava o poder da manipulação de imagens, números e textos. Os objetos visíveis na tela de um monitor eram manipulados através de uma caneta óptica que permitia criar, agarrar, mover e modificar formas geométricas.

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CRÉDITOS ATRIBUIDOS A IVAN SUTHERLAND 

Organizar das imagens através de uma estrutura interna hierárquica, que armazena os dados em conjuntos que podem conter subconjuntos.



Instituir regras na construção de desenhos, segundo restrições impostas pela geometria das imagens. O desenho é constituído de pontos, linhas, arcos, que interligados formam objetos e definem suas propriedades.



Utilizar técnica de construção de imagens através de caneta ótica como dispositivo de entrada de dados.



Criar recursos operacionais no trato das imagens como: ampliar, reduzir, girar, duplicar, mover, copiar, criar, agrupar, arquivar, etc.

O Sketchpad demonstrou o poder da MANIPULAÇÃO DIRETA para o mundo. Era um sistema de Computer Assisted Design (CAD) no qual o usuário desenhava diretamente sobre um monitor com uma caneta óptica. O sistema abriu o caminho da computação gráfica e caracterizou a invenção do software que trabalha com cursor, janela e reconhecimento de gestos. Enquanto Sutherland trabalhava com imagens vetoriais Engelbart aplicava o conceito de MANIPULAÇÃO DIRETA no seu sistema NLS. Figura 3: Ivan Sutherland utilizando o programa Sketchpad

Fonte: http://www.youtube.com/watch?v=USyoT_Ha_bA

2.4. Linguagem Simula (1964), Reactive Engine (1969) e Smalltalk (1971) Simula e Smalltalk são tidas como as primeiras linguagens de programação orientada ao objeto e acarretaram uma revolução conceitual no âmbito das linguagens de programações existentes. A história do desenvolvimento da linguagem de programação Simula nos remete aos primórdios do desenvolvimento das simulações computacionais e se baseia no desenvolvimento de modelos computacionais de fenômenos do mundo real. Tinha como objetivo obter um maior entendimento da natureza através de simulações, permitindo assim, fazer predições sobre o futuro. Ao coletar dados sobre nosso ambiente, poderíamos validar ou invalidar modelos. A linguagem de programação Simula foi desenvolvida por Ole-Johan Dahl e Kristen Nygaard para análise de fenômenos, cadeias nervosas, sistemas de comunicação, fluxo de tráfico, sistemas de produção, sistemas administrativos, sistemas sociais, dentre outras aplicações. A abordagem de classes e objetos foi uma importante inovação 11

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gerando um novo paradigma na computação. O paradigma de programação dominante dentro da Ciência da Computação era a noção sequente, programas que chamam procedimentos e dados. O Simula acabou influenciando diretamente a gestação da linguagem de programação Smalltalk por Alan Kay. Em 1966, Alan Kay ingressou na Universidade de Utah, em Engenharia Elétrica, onde teve a oportunidade de utilizar o programa Sketchpad e programar na linguagem Simula. A partir desta experiência ele postulou que o computador ideal deveria funcionar como um organismo vivo, onde as células interagiriam entre si, objetivando resolver os problemas propostos. Como resultado dessa pesquisa escreveu a tese “The Reactive Engine”, que continha as bases teóricas para que ele e Adele Goldberg viessem a desenvolver a linguagem de programação Smalltalk. Nos parágrafos de abertura do livro Personal Dynamic Media, Alan Kay e Adele Goldberg divulgam a base filosófica e motivadora do computador pessoal do futuro, chamados por eles de Dynabook. Nessa passagem, a linguagem de programação Smalltalk é vista como um meio de comunicação que fornece ao Dynabook uma conotação diversa da programação profissional. É a concepção de um computador orientado ao ser humano, e considera a comunicação como um processo humano orientado ao entendimento e consenso. A meta do Dynabook era possibilitar a programação de computadores por usuário comuns e a linguagem Smalltalk era pensada como um meio para atingir este objetivo. Surge assim uma preocupação com as interfaces, que deveriam dar o poder ao usuário comum para criar, distribuir, e manipular a informação. A grande inovação da linguagem Smalltalk foi à programação por conceito, tornando a engenharia de software extremamente eficiente. Esta pesquisa teve grande influencia sobre os pesquisadores do Xerox Palo Alto Research Center (PARC), no sentido de potencializar o uso dos computadores por pessoas comuns e a inclusão do ser humano no centro do projeto de sistemas. Figura 4: Imagens exemplificando o display de tela do Smalltalk

Fonte: SHNEIDERMAN (1989, P. 446)

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CRÉDITOS ATRIBUIDOS A ALAN KAY E ADELE GOLDBERG 

O uso de janelas sobrepostas.

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Uso de navegação hierárquica.

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Uso de barra de cabeçalho de janelas.

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Criação dos menus popup

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Criação do scroll-bar.

2.5. Xerox Alto (1972) Em 1970, a Xerox estabelece em Palo Alto o centro de pesquisa conhecido como PARC. O objetivo empresarial era a exploração de tecnologias que futuramente poderiam ser incorporadas aos seus produtos de linha (copiadoras) e, também, a expansão do seu negócio através do desenvolvimento de sistemas de gerenciamento de ambiente de escritório. Com a aproximação do fim da Guerra do Vietnã, a defesa norte-americana reduziu drasticamente os investimentos no laboratório de Engelbart, fazendo com que muitos pesquisadores que trabalhavam com ele fossem trabalhar no PARC. Esses pesquisadores adotavam o seguinte slogan, “A melhor maneira de predizer o futuro é inventá-lo”. Um desses era Alan Kay, que propunha pesquisas relacionadas ao contexto educacional, utilizando a linguagem de programação Smalltalk para desenvolve aplicativos para crianças. A análise dos resultados demonstrou que as crianças aprendem mais facilmente a interagir com o computador através de imagens e sons, em vez de texto. As pesquisas conduziram pelos pesquisadores do PARC desembocaram no projeto de um computador baseado em gráficos e animação, que era conectado a um ambiente de rede. De fato, eles cunharam o termo “Computador Pessoal” em 1973. Entre os membros da equipe estavam Alan Kay, Adele Goldberg, Larry Tesler, Daniel Ingalls, Chuck Thacker, Butler Lampsom e William Newman, dentre outros. Como resultado das pesquisas foi concebido o computador Alto. Figura 5: Crianças interagindo com o computador Alto

Fonte: DigiBarn Computer Museum. http://www.digibarn.com

O computador Alto não foi desenvolvido para ser um produto comercial, mas um protótipo de um computador pessoal para o uso em ambiente de escritório que adota um sistema operacional baseado em interfaces gráficas de usuário. Cerca de 1.000 computadores foram produzidos e nenhum foi comercializado. Todos foram destinados ao uso interno da Xerox, universidades e instituições científicas de pesquisa. Dentre os 13

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softwares do Alto, existiam aplicativos de desenho, pintura, animação, música, email e processador de texto. Todos os programas foram criados segundo os princípios das GUI. 2.6. Pygmalion (1975), Bravo, Gypsy e BravoX (1974 até 1978) O Pygmalion foi o primeiro grande programa escrito na linguagem de programação Smalltalk para a tese de PhD de David Canfield Smith no Stanford Research Institute (SRI). A meta do Pygmalion era demonstrar que a programação de computadores poderia ser efetuada através de símbolos. A proposta do autor era de ofertar um ambiente de programação gráfica personalizado, mediante um tratamento da tela como um “quadro negro eletrônico”, através do qual o usuário compunha seus programas a partir de algoritmos pré-existentes. Após concluir o Pygmalion, Smith trabalhou por um curto período no projeto NLS. Posteriormente, ingressou na equipe do PARC para participar do projeto do computador Star, tornando-se um dos responsáveis pela implantação das técnicas de MANIPULAÇÃO DIRETA, tais como: seleção, abertura e manipulação de objetos e textos. Bravo foi o primeiro editor de texto em ambiente gráfico que trabalhava com o princípio de WYSIWYG (What you see is what you get). Foi projetado por Butler Lampson e Charles Simonyi, que já haviam iniciado pesquisas em torno deste princípio desde 1970, em Berkeley. O fato que propiciou a aplicação do conceito WYSIWYG, foi à ampliação dos limites de resolução de tela, criando a possibilidade de que documentos eletrônicos fossem visualizados quase exatamente como seriam impressos, incluindo conceitos tipográficos como: família de tipos, fonte, corpo (proporções escalares), estilos (negrito, itálico, sublinhado, tachado, etc.), layout de páginas, margens, colunas, linhas guias, numeradores de páginas, cabeçalho, rodapé, índice, etc. Entre 1976 e 1978, Simonyi e sua equipe incorporaram ao software Bravo, novos conceitos relativos a interfaces gráficas de usuário, rebatizando o software como BravoX. Uma dessas ideias era MODELESS, concebida por Larry Tesler e exemplificada no protótipo de editor de texto GYPSY. Posteriormente Simonyi transferiu-se para a Microsoft e desenvolveu o Microsoft Word, um descendente direto do BravoX. Outro membro da equipe, Tom Malloy, foi para Apple Computer, e escreveu o Lisawrite e participou do projeto do Macwrite, sendo que estes dois produtos os primeiros editores comerciais de texto em WYSIWYG. 2.7. Draw, Sil, Markup, Flyer e Doodle As capacidades gráficas do Alto permitiram que um grande número de programas gráficos fosse desenvolvido. Estes programas davam poder ao usuário de criar imagens, que, posteriormente, seriam incorporadas aos documentos. Os programas Draw e Sil foram escritos por Patrick Beaudelaire e Bob Sproull. Eles foram os sucessores diretos do Sketchpad, sendo que a aplicação se destinava à edição de imagens vetoriais para documentos impressos. As imagens vetoriais são criadas a partir de descrições matemáticas (transparentes ao usuário) de objetos como círculos, retângulos e linhas. Os gráficos vetoriais criam uma imagem, através da combinação de diferentes objetos. É possível, por exemplo, combinar partes individuais de uma imagem, como círculos e linhas retas, para formar imagens diferentes. Os programas Draw e Sil permitiam que o usuário construísse figuras a partir da 14

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seleção de formas geométricas básicas e, também, utilizavam ícones representativos das ferramentas de trabalho e das formas geométricas, manipulando simultaneamente textos e figuras. Markup era um editor de imagens bitmap escrito por William Newman. Uma imagem bitmap é um mapa de bits em padrão de grade, isto é, uma folha de papel quadriculado, onde cada quadrado da folha é chamado de pixel e pode ser preenchido com uma cor selecionada pelo usuário. Este software também apresentava mudanças na imagem do cursor, representando o modo do sistema, fornecendo assim um FEEDBACK do cursor ao usuário. Flyer era outro programa de pintura, escrito em linguagem Smalltalk por Bob Flegel e Bill Bowan. Esses programas inspiraram Doodle, outro programa de pintura que foi escrito por Dan Silva, que participou do projeto do sistema ViewPoint e foi o idealizador do programa DeluxePaint para a plataforma PC. Estes softwares foram extremamente importantes na implementação dos princípios para as interfaces gráficas, principalmente os de FEEDBACK, MODELESS, VER E APONTAR e WYSIWYG. 2.8. Laser Printing, Press, Interpress, Postscript (1969 até 1981) A tecnologia de impressão a laser foi criada por Gary Keith Starkweather na Xerox PARC em 1969, e tinha como objetivo prover ao computador de uma saída impressa digital. O processo de impressão era semelhante ao utilizado nos fotocopiadoras da Xerox. A diferença consistia que nas impressoras a laser a página era criada antes da impressão e nas fotocopiadoras a página era escaneada. Sendo assim, além da tecnologia de hardware, as impressoras a laser necessitavam uma tecnologia de software para descrição das características da página a ser impressa. A linguagem Press foi criada por Bob Sproull para atender esta necessidade. Foi à primeira linguagem de descrição de página padronizado para impressoras a laser. Durante o processo de impressão, o software de descrição de página transformava os dados digitais em uma página Bitmap. Após, enviava as informações pixel a pixel para a impressora. Os dados recebidos eram interpretados e geravam uma emissão de feixes de laser sobre o cilindro fotossensível, que possuía a capacidade de produzir eletricidade após a exposição à luz, criando na sua superfície uma imagem eletrostática latente. A imagem contida no cilindro atraía um pó plástico, conhecido como Toner, que se fixava ao cilindro de impressão. Posteriormente, a imagem era transferida para o papel pela diferença de voltagem elétrica entre o papel e o cilindro. A fixação da imagem no papel se dava pelo processo de calor e pressão. Ao término da operação, o cilindro recebia uma descarga elétrica negativa que restaurava toda a superfície à condição original, permitindo o reinício do processo. A linguagem Press deu origem à linguagem comercial de descrição de página chamada de Interpress Xerox's Comercial Page-Description Language. Posteriormente, membros da equipe de desenvolvimento saíram da Xerox e fundaram a empresa Adobe Systems. A Empresa Adobe foi responsável pelo desenvolvimento da terceira geração de linguagem de descrição de páginas, conhecida como Postscript.

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Figura 6: (a) Impressora Xerox 9700 Laser de 1977; (b) Impressora Xerox 4045 Laser de 1981

Fonte: DigiBarn Computer Museum. http://www.digibarn.com

O desenvolvimento da tecnologia a laser e das linguagens de descrição de página acabou acarretando a reformulação do princípio WYSIWYG, que inicialmente se propunha a tornar visível ao usuário, na tela do computador, todos os comandos disponíveis para a interação. O novo enfoque dado ao conceito abrangia a noção de fidelidade visual entre o documento apresentado na tela do computador e o documento impresso. 2.9. Xerox Star (1981) Em 1979 Steve Jobs da Apple visita o PARC e tem acesso ao projeto do sistema Alto. Em 1983, a Apple lança o computador Lisa, que continha os princípios das interfaces gráficas de usuário, demonstrados pelo computador Alto (Preece, 1996). Na tentativa de recuperar o espaço comercial ameaçado, a Xerox lança em 1981 uma versão comercial do Alto, chamado Star. Entretanto, o Star era muito caro (cada máquina custava cerca de $16,000), tornando o acesso limitado para a maioria dos usuários. A Xerox acabou perdendo a competição para a Apple, após o lançamento em 1984 do computador Macintosh. Figura 7: Telas do computador Star, exemplificando o princípio de WYSIWYG

Fonte: DigiBarn Computer Museum. http://www.digibarn.com

O computador Star foi projetado para executar tarefas em um ambiente de escritório. A ideia era ofertar estações de trabalho pessoais para os profissionais de negócios poderem produzir, organizar e distribuir seus documentos. Todas as estações 16

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deveriam estar conectadas em rede (Ethernet), possibilitando o compartilhamento de recursos como: textos, imagens, impressoras, dentre outros. A representação visual do sistema foi concebida como uma escrivaninha vista de cima (Desktop) e dispostos sobre a mesma, ícones representativos de pastas, documentos, etc. Desta forma, o sistema operacional simulava a aparência e funcionamento de um escritório. Como o Alto, o Xerox 8010 Star, trabalhava sobre os indicativos de tela WIMP: 

Windows: janelas independentes que podem ser abertas e organizadas sobre o desktop de forma sobrepostas ou lado a lado.



Ícones: símbolos icônicos que representam visualmente os documentos ou ferramentas existentes no desktop.



Menus: listas de comando organizadas em categorias. A partir da seleção de um comando específico podem ser apresentados submenus que pertencem a mesma categoria.



Ponteiros: indica o ponto de ação ou inserção do usuário com a tela do computador. Ele age como um manipulador virtual ou ferramenta de mão, que permite mover e editar objetos. Também é responsável por fornecer um FEEDBACK do estado do sistema.

O Star também permitia gerenciar simultaneamente diversos programas em regiões distintas da tela. Esse recurso simulava para o usuário os vários ambientes de escritório. As janelas podiam ser ajustadas no tamanho e posicionamento, abertas ou fechadas e sobrepostas por outras. Experimentos relacionados à percepção visual foram realizados. Um destes constatou a necessidade de criar 17 ícones para os objetos que seriam manipulados no desktop. Figura 8: Estudos de ícones para o desktop do Star

Fonte: JOHNSON, Silva et al. (1995, p.60)

O projeto do Star favoreceu a abordagem que enfatizava o reconhecimento visual, em vez da recordação da sintaxe de comandos. Isto é, VER E APONTAR em vez de RELEMBRAR E ESQUECER.

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Figura 9: Detalhe da tela do Star exemplificando o princípio “WYSIWYG”.

Fonte: JOHNSON, Silva et al. (1995, p.63)

PRINCIPIOS ADOTADOS NAS INTERFACES GRÁFICAS DO STAR 

A METÁFORA de escritório para produzir um MODELO CONCEITUAL para o usuário.



A MANIPULAÇÃO DIRETA de objetos como menus e ícones.



O FEEDBACK como recurso de identificação das opções do diálogo (aparência e ação).



O display em WYSIWYG.



O uso de comandos universais, tais como: MOVE, COPY e DELETE.



Um relativo grau de CONSISTÊNCIA.



Uso de MODE e MODELESS.

2.10. Viewpoint I e Viewpoint II (1985) A introdução do computador Star em 1981 foi elogiada pela indústria de impressão, entretanto, as vendas iniciais não atingiram as expectativas almejadas. Em consequência disso, esforços foram feitos para melhorar o desempenho do hardware e software. Entre as medidas tomadas, destacamos o redesenho do sistema operacional. A nova versão foi rebatizada como ViewPoint 1.0 e foi lançada em 1985. Bob Ayers que participou do desenvolvimento do Star reescreveu a infraestrutura do sistema, criando um modelo mais flexível. Ele construiu, para que rodasse no desktop, janelas de ambiente de programação e um toolkit que permitia a construção de novos aplicativos a partir de rotinas de programação pré-existentes. Figura 10: Desktop ViewPoint instalado numa Workstation 6085 (Xerox)

Fonte: JOHNSON, Silva et al. (1995, p.55)

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O novo sistema permitia a transferência de dados entre diferentes aplicações, fazendo com que as mesmas fossem independentes uma das outras. A interface de usuário foi preservada, sofrendo algumas adaptações relativas ao redesenho de gráficos (ícones, janelas, botões e menus) para acomodá-los em monitores de menor dimensão. O ViewPoint 6085 workstation possuía um processador de Mesa e um processador IBMPC opcional, um megabyte de memória real, um disco rígido de 10 megabytes, um monitor de 15 ou 19 polegadas, um mouse, um teclado ergonômico, um disquete e uma conexão de Ethernet. 2.11.Apple Lisa (1983) Introduzido em 1983, o Apple Lisa era um produto com interface similar ao Star. Na filosofia da Apple, ele era uma combinação das tecnologias de hardware e software que buscava criar um computador “fácil para usar”. Sua tecnologia se baseava no uso extensivo de gráficos e do mouse, os quais, juntos, trabalham sobre os indicativos de tela (WIMP). A tela continha um MENUBAR, que permitia que o usuário selecionasse os comandos exibidos com o cursor do mouse. A figura abaixo mostra a opção EDIT que foi selecionada com o mouse no MENUBAR. Arranjadas no monitor estão algumas janelas e ícones. As janelas apresentam dados de arquivo e informações do diretório do arquivo para o usuário. Algumas janelas são visíveis, mesmo sobrepostas por outras. A janela mais à frente é do programa Lisadraw e apresenta um documento com um desenho à mão livre de uma rosa. O MENUBAR do programa apresenta os grupos de comandos disponíveis para o LisaDraw. Todas as ações do usuário estão centradas no mouse e se fundamentam nos princípios de WYSIWYG, MANIPULAÇÃO DIRETA e VER E APONTAR. Figura 11: Tela do desktop do Apple Lisa

Fonte: http://www.applefritter.com

O Lisa também permitia que o usuário personalizasse a organização do desktop, quando o computador era desligado, salvando os dados dos documentos abertos e a organização do desktop. Dessa forma a imagem do sistema era preservada, ou seja, a metáfora do escritório era preservada. Os ícones de programa não eram tão importantes para o Lisa, exceto para movimentar um arquivo de programa para outro disco. Geralmente, o usuário mantinha os ícones em uma pasta que era aberta apenas 19

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para adicionar novos programas ou excluir os antigos. DESTAQUES NA INTERFACE DO LISA 

Menubar, Pull-down menus, comandos do menu ativados por teclado.



Caixas de diálogo modal nas impressões.



Aparência, estrutura e operação de janelas e scroll bars.



Habilidade para movimentar janelas e ícones com o cursor do mouse.



Janelas que abrem e fecham instantaneamente.



Diálogo e caixas de alerta com botões e checkboxes.



Mouse com um botão.



Uso de múltiplas fontes.

O computador Lisa fornecia também um método simples para seleção de ambiente de operação, eram as janelas de ambientes. Quando o sistema era inicializado, ele identificava os ambientes disponíveis. A Apple fornecia dois diferentes ambientes, o ambiente Office System (usuários comuns) e o ambiente Workshop (programadores). Quando o computador era ligado, era executado um programa que testava os componentes do hardware presentes. Durante este diagnóstico eram apresentados ícones e mensagens para o usuário. O teclado do Lisa continha pequenos cartões com informações de ajuda. 2.12. Macintosh (1984) Jef Raskin foi o grande responsável pelo projeto do computador Macintosh. Sua meta principal era a criação de um produto comercial mais barato. Apesar do Lisa ter sido um produto superior ao Macintosh, o preço final ao consumidor foi o grande responsável pelo seu fracasso, cerca de $12,000 cada unidade. O Macintosh foi lançado, em dezembro de 1984, pelo sistema de televisão comercial durante o evento do SuperBowl americano (final do futebol americano).

MOTIVOS PARA O SUCESSO COMERCIAL DO MACINTOSH 

O Star e o Lisa prepararam o terreno para o desenvolvimento comercial de um desktop baseado em interfaces gráficas.



Os erros e acertos dos seus antecessores permitiram que as interfaces gráficas de usuário fossem aperfeiçoadas.



Possuía softwares aplicativos tais como Quickdraw, Macdraw, Macfinder, Maceditor, etc.



Comercializado a um preço mais acessível (vendido por $2,495).



O refinamento no design das interfaces gráficas de usuário.



A existência da tecnologia de impressão a laser.



Excelente desempenho no trato de gráficos para o mercado de Desktop Publisch.

O Macintosh tinha capacidade operacional inferior ao Lisa (memória RAM, capacidade do disco rígido, etc.). Entretanto, o Macintosh era muito mais simples e rápido na edição de imagens.

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Quadro 1: Contribuições do Lisa para o Macintosh CONTRIBUIÇÕES DO LISA PARA O MACINTOSH Interfaces gráficas de usuário a) Menubar, menus, pull-down, comandos do menu ativados via teclado (teclas de atalho). b) Caixas de diálogo para as impressões de documentos. c) Aparência, estrutura e operação de janelas e barras de rolamento. d) Habilidade para mudar janelas e ícones pela seta do mouse. e) Janelas que abrem e fecham instantaneamente. f) Caixas de diálogo e alerta com botões e checkboxes.

Softwares aplicativos e de desenvolvimento a) Lisadraw convertido para Macdraw. b) Lisawrite, Lisacalc, Lisaterminal influenciaram aplicações Mac. c) Lisa desktop Manager influenciou o modelo Macfinder. d) Arquitetura de impressão do Lisa influenciou a impressão do Mac. e) Lisa Workshop influenciou o modelo do Mac Programmer’s workshop. f) Lisa Workshop-editor (Lisaedit) influenciou o Maceditor.

Fonte: os Autores

Apesar das pesquisas da Apple terem se inspirado nas ideias desenvolvidas pelo Xerox PARC e no Apple Lisa, os projetistas do Macintosh tiveram a competência na geração de um produto final mais refinado em termos de interfaces gráficas, mudando radicalmente a maneira pela qual as pessoas interagiam com os computadores. Figura 12: (a) Desktop Apple Lisa; (b) Desktop Apple Macintosh

Fonte: http://www.apple.com

Um ano depois do lançamento do Macintosh, a empresa Aldus lançou uma versão do software PageMaker (software de topo de linha em desktop publishing) para ser executada nesta plataforma. A combinação Macintosh, PageMaker e impressora LaserWriter com linguagem PostScript, iniciou seu reinado na indústria de publicações eletrônicas, caracterizando-se como ferramentas essencial para os profissionais da área gráfica. Segundo o Preece (1996, p. 454) os princípios concebidos pela Xerox PARC para o desenvolvimento do computador Alto e Star foram: 21

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PRINCÍPIOS DE DESIGN DA XEROX PARC (ALTO E STAR) 

FAMILIAR USER´S CONCEPTUAL MODEL (uso de um modelo mental familiar ao usuário).



Ver e apontar x relembrar e esquecer (VER E APONTAR).



O que você vê é o que você obtém (WYSIWYG).



Comandos universais (MOVE, COPY, DELETE, UNDO, etc.).



Consistência.



Simplicidade e padronização (INTEGRIDADE ESTÉTICA).



MODELESS INTERACTION (MODE E MODELESS).



USER TAILORABILITY (Personalização - acessibilidade e audiência).

Com o lançamento comercial dos computadores Lisa e Macintosh, a Apple anexou novos princípios a lista anteriormente apresentada: PRINCÍPIOS DE DESIGN DA APPLE (LISA E MACINTOSH) 

MANIPULAÇÃO DIRETA (definido por Ben Shneiderman em 1984).



USUÁRIO NO CONTROLE.



FEEDBACK E DIÁLOGO.



FORGIVENESS (tolerância a erros).

3. Considerações Finais Esta pesquisa caracteriza o Xerox Palo Alto Research Center como um centro de excelência em pesquisas ligadas as GUI. Ressaltamos que tanto a relação de princípios da Xerox quanto da Apple, baseiam-se na compreensão do modelo mental do usuário e de suas respectivas habilidades físicas, fisiológicas e psicológicas. Essas informações, condensadas em princípios gerais de design de interface, são representativas de conceitos e convicções que devem ser empregadas como guia pelo projetista de software. Em nossa investigação, que compreendeu uma “Revisão de literatura histórica” sobre o desenvolvimento das GUI, buscamos identificar os sistemas precursores na concepção e uso de interfaces, que enfocassem o acesso mais fácil ao computador (por pessoas que não possuíssem conhecimento específico em ciência da computação). Os critérios adotados para a seleção do corpus de investigação foram: a cronologia, a concepção e emprego de novas ideias e conceitos, e na participação dos pesquisadores em diversos projetos. A partir disso, detectamos os princípios fundamentais do design das GUI. No Quadro 2 esses princípios foram agrupados segundo o enquadramento teórico que fundamenta seu emprego. Na primeira coluna, apresentamos os princípios dos quais obtivemos o emparelhamento semântico. Na segunda coluna, apresentamos uma descrição básica dos mesmos. Na terceira, relacionamos os autores que forneceram subsídios para o enquadramento teórico proposto e apresentado na quarta coluna. Segundo Preece (1996), as principais áreas de conhecimento que contribuíram para o design das de GUI são a linguística, a ciência da computação, a psicologia, a fisiologia, a ergonomia, a engenharia, o design, a antropologia e a sociologia. 22

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Ressaltamos que neste artigo não investigaremos as teorias e modelos que os fundamentam. Não existe uma única abordagem teórica que justifique a sua adoção. Sendo assim, as teorias ou modelos que relacionamos aos princípios nos fornece uma visão parcial do objeto de estudo. Dessa forma, o estudo dos princípios relacionados às teorias ou modelos demonstrar a necessidade de um conhecimento “multidisciplinar” e “interdisciplinar” na concepção da comunicação homem-computador. Além disso, estamos cientes que estudamos um corpo seleto de dados e que a cada novo experimento em relação à interação homem-computador, podem ser formulados novos princípios. A partir dessa constatação, podemos afirmar que o estudo da interação homem-computador é um campo aberto à pesquisa, objetivando explorar ao máximo as capacidades do usuário na familiaridade e entendimento das possibilidades interativas ofertadas pelo computador. Quadro 2: Os princípios básicos para o design das Interfaces Gráficas de Usuários PRINCÍPIOS

DESCRIÇÃO BÁSICA

FONTES

MARCO TEÓRICO

1. FAMILIAR USER´S CONCEPTUAL MODEL

Compreendem as estratégias utilizadas para orientar o usuário no entendimento do funcionamento do sistema. Elas buscam gerar um contexto previsível do de trabalho mediante a incorporação na interface de objetos e situações de uso conhecidos pela audiência.

Apple Computer Inc; Xerox Palo Alto; Jenny Preece; Ray Kristof; Smith and Weiss; Weiland and Shneiderman; Kay e Goldberg.

Psicologia cognitiva Modelos Mentais

Compreende o processamento explícito pelo sistema das ações solicitadas pelo usuário e o respectivo controle que o usuário tem sobre o processamento em vigor. Também se refere às respostas do sistema às ações do usuário através do fornecimento de um retorno da informação processada.

Apple Computer Inc; Xerox Palo Alto; Dominique Scapin; Theo Mandel; Carlow; Ray Kristof.

Compreende os meios disponíveis na instituição da sintaxe, dos estados e dos estilos de interação para o diálogo entre o homem e a máquina. A sintaxe do diálogo é baseada na relação ver e apontar se fundamenta nos estados modais.

Apple Computer Inc; Xerox Palo Alto; Thomas Erickson; Kay e Goldberg; Rubin; Ben Shneiderman.

2.

FEEDBACK

3. USUÁRIO NO CONTROLE 4.

WYSIWYG

5. MANIPULAÇÃO DIRETA 6. MODE E MODELESS 7.

VER E APONTAR

8. INTEGRIDADE ESTÉTICA 9.

PADRONIZAÇÃO

10. SIMPLICIDADE

Comunicação Informática Engenharia dos requisitos Engenharia Ergonomia de software Linguística

Compreende a concepção e organização dos elementos gráficos da interface em função das capacidades cognitiva e perceptiva do usuário e a adequação entre o objeto apresentado e seu referente. O principal objetivo é a concepção e instituição de um código legível e inteligível.

Apple Computer Inc; Xerox Palo Alto; Theo Mandel; Gardiner e Christie; Kevin Mullet; Dominique Scapin.

Fisiologia Psicologia Engenharia Ergonomia de software Psicologia Gestalt Comunicação Semiótica Engenharia Ergonomia de software (continua)

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PRINCÍPIOS

DESCRIÇÃO BÁSICA

FONTES

11. CONSISTÊNCIA

Compreende a forma pela qual as escolhas na concepção da interface são conservadas idênticas para contextos idênticos e diferentes para contextos diferentes (respeito às regras instituídas).

Apple Computer Inc; Xerox Palo Alto; Foley, Dam e Hughes; Ben Shneiderman; Theo Mandel.

12. ACESSIBILIDADE 13. AUDIÊNCIA 14. USER TAILORABILITY

15. FORGIVENESS

Compreende a capacidade da interface de reagir conforme o contexto e as necessidades e preferências dos usuários. Apple Computer Inc; Além disso, envolve a identificação das Xerox Palo Alto; características dos usuários em potenciais Dominique Scapin do sistema, com o objetivo de atendê-los mais adequadamente. Compreende os mecanismos concebidos para evitar ou reduzir a ocorrência de erros por parte do usuário. O sistema deve ser capaz de advertir o usuário da ocorrência de erros e sugerir alternativas para a sua correção.

MARCO TEÓRICO

Engenharia Ergonomia de software

Apple Computer Inc; Xerox Palo Alto; Foley, Dam e Hughes; Carlow; Smith e Mosier ; Dominique Scapin.

Fonte: os Autores

Para finalizar, a partir deste trabalho pudemos perceber o esforço de cientistas de computação, engenheiros, psicólogos, antropólogos, designers e demais profissionais que colaboram para o desenvolvimento do campo de interação homem-computador. O propósito desse campo é resolver os problemas do projeto e uso humano da tecnologia. Como expoentes desses profissionais, destacamos o cientista e pesquisador americano Douglas Engelbart que faleceu este ano, aos 88 anos, ainda em plena atuação no Doug Engelbart Institute (http://www.dougengelbart.org/). Referências APPLE COMPUTER, Inc. Human interface guidelines: The Apple desktop interface. EUA: Addison-Wesley, 1992. BAECKER, Ronald M.; GRUDIN, Jonathan; BUXTON, William A. S.; GREENBERG, Saul. Human-computer interaction. Toward the year 2000. EUA: Morgan Kaufmann, 1995. BARDIN, Laurence. Análise de conteúdo. Rio de janeiro: Edições 70, 1977. ENGELBART, Douglas. Augmenting human intellect: a conceptual framework. In: Human computer-interaction. Toward year 2000. BAECKER, Ronald M.; Grudin, Jonatthan; Buxton, William A.S.; Greenberg. Saul. (Ed). Reading: Morgan Kaufmann, 1995. p. 39. FOLEY, J. D.; DAM, A. V.; FEINER, S. K.; HUGHES, J. F. Computer graphics: principles and practice. EUA: Addison-Wesley, 1990. GARDINER, Margaret, M. e CHRISTIE, B. Applying Cognitive psychology to user-interface design. EUA: John Wiley & Sons, 1987. KAY, Alan and GOLDBERG, Adele. Personal dynamic media. Computer, março, 1977. KRISTOF, Ray; SATRAN, Amy. Interactivily by design. EUA: Adobe Press, 1997. 24

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