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Wenn wir eine Datei in einen Ordner ziehen, das Programm mit dem Kreuz schließen oder auf das Symbol des Papierkorbs klicken, erscheinen diese Aktionen natürlich. In Wirklichkeit bewegt sich jedoch kein Dokument physisch über den Bildschirm, das Programmfenster ist kein echtes Fenster, und die gelöschten Fotos liegen nicht in einem kleinen Papierkorb im Inneren des Computers.
All dies sind Elemente der grafischen Benutzeroberfläche, also ein von Designern geschaffenes System von Bildern und Regeln, durch das der Mensch ein digitales Gerät steuert. Es ist so tief in unser tägliches Leben eingedrungen, dass wir kaum bemerken, wie viele Konventionen wir verstehen müssen, um einfach eine Datei zu öffnen oder ein Programm zu starten.
Was ist eine grafische Benutzeroberfläche
Die grafische Benutzeroberfläche, oder GUI — von englisch graphical user interface — ist eine Art der Interaktion mit dem Computer über visuelle Elemente: Fenster, Schaltflächen, Menüs, Symbole, Schalter, Listen und Panels.
Der Benutzer muss nicht wissen, welchen internen Befehl das System ausführt. Anstatt einen Befehl zum Löschen eines Dokuments einzugeben, kann er die Datei auswählen und auf den Papierkorb klicken. Um ein Programm zu öffnen, genügt es, auf sein Symbol zu klicken. Um die Lautstärke zu ändern — den Schieberegler zu bewegen.
Die grafische Benutzeroberfläche ist nicht das Programm selbst oder das Betriebssystem. Es ist eine sichtbare und steuerbare Schicht zwischen dem Menschen und digitalen Prozessen. Dieselbe Funktion kann über eine Schaltfläche, einen Textbefehl, eine Sprachaufforderung oder eine Geste ausgeführt werden — je nachdem, welche Schnittstelle die Entwickler vorgesehen haben.
Wie Computer vor der GUI gesteuert wurden
Die ersten Computer hatten keine gewohnten Bildschirme mit Desktops und Symbolen. Daten und Befehle konnten über Lochkarten, Schalter, Papierbänder oder spezielle Terminals eingegeben werden. Im Laufe der Zeit verbreiteten sich textbasierte Schnittstellen, in denen der Benutzer über die Eingabeaufforderung mit dem System kommunizierte.
Um eine Aktion auszuführen, musste der Befehl und seine Parameter korrekt eingegeben werden. Ein Fehler in einem Zeichen konnte zu einer Fehlermeldung oder einem völlig unerwarteten Ergebnis führen. Der Computer gab fast keine Hinweise: Der Mensch musste selbst wissen, welche Befehle verfügbar waren, die Regeln ihrer Schreibweise und die Struktur des Dateisystems.
Die Eingabeaufforderung ist auch heute nicht verschwunden. Sie wird von Programmierern, Systemadministratoren und anderen Fachleuten verwendet, da textbasierte Befehle eine präzise Kontrolle ermöglichen und komplexe Abläufe automatisieren. Für die massenhafte Verbreitung von Computern war jedoch eine Steuerungsmethode erforderlich, die kein vorheriges Lernen von Dutzenden von Anweisungen erforderte.
„Die Mutter aller Demos“
Einer der Schlüsselmomente in der Geschichte der modernen Schnittstelle war die Präsentation, die am 9. Dezember 1968 von Douglas Engelbart und seinem Team am Stanford Research Institute durchgeführt wurde. Später wurde dieses Ereignis The Mother of All Demos — „die Mutter aller Demos“ — genannt.
In etwa neunzig Minuten zeigten die Forscher Technologien, die die damals üblichen Arbeitsweisen mit Computern erheblich übertrafen: Textbearbeitung direkt auf dem Bildschirm, Hyperlinks, gemeinsame Dokumentenbearbeitung, Videokonferenzen, mehrere Ansichtsbereiche und ein Gerät zur Steuerung des Cursors — die Computermaus.
Die Schnittstelle von Engelbarts System ähnelte noch nicht dem modernen Desktop. Ihr Ziel war es nicht, ansprechende Schaltflächen zu zeichnen, sondern die intellektuellen Fähigkeiten des Menschen zu erweitern. Doch genau hier wurde das Prinzip demonstriert, das die Grundlage der zukünftigen GUI bildete: Der Benutzer kann direkt auf dem Bildschirm mit Informationen arbeiten, indem er auf die benötigten Objekte zeigt.
Xerox Alto: der Computer, auf dem die Zukunft entstand
Der nächste große Schritt wurde im Forschungszentrum Xerox PARC gemacht. Der dort Anfang der 1970er Jahre entwickelte Computer Alto hatte einen Rasterbildschirm, eine Tastatur und eine Maus. Seine Programme verwendeten Fenster, Menüs, grafische Elemente und das Prinzip „zeigen und klicken“.
Auf dem Alto arbeiteten Texteditoren mit einer Dokumentenansicht, die der zukünftigen Druckansicht nahekam, grafische Programme und E-Mail. Der Benutzer konnte Objekte mit der Maus auswählen, Textfragmente ausschneiden und einfügen, Elemente verschieben und die Ergebnisse der Bearbeitung direkt auf dem Bildschirm sehen.
Der Alto wurde kein gewöhnlicher Heimcomputer: Es war eine teure Forschungsmaschine, die hauptsächlich innerhalb von Xerox und in bestimmten Institutionen verwendet wurde. Dennoch vereinte er Prinzipien, die später zum Standard für Personal Computer wurden.
1981 brachte Xerox das Bürosystem Star auf den Markt. Es übertrug die Ideen der Laborprototypen in ein kommerzielles Produkt und verwendete konsequent die Metapher des elektronischen Desktops. Auf dem Bildschirm wurden Dokumente, Ordner, Dateischubladen, Eingangs- und Ausgangsfächer sowie Drucker platziert. Objekte konnten mit der Maus verschoben, kopiert und geöffnet werden.
Woher die Metapher des Desktops stammt
Der Desktop half, den Computer durch eine vertraute Büroumgebung zu erklären. Der Bildschirm wurde zur Tischfläche, Dateien zu Dokumenten, Verzeichnisse zu Ordnern, und das Druckgerät wurde durch das Bild eines Druckers dargestellt.
Dieses Modell versuchte nicht, ein echtes Büro genau nachzubilden. Auf einem physischen Tisch kann ein Ordner nicht unendlich viele andere Ordner enthalten, und ein Dokument erstellt nicht in einer Sekunde eine exakte Kopie von sich selbst. Die Designer entlehnten nur die Eigenschaften, die dem Benutzer halfen, das Ergebnis einer Aktion vorherzusehen.
Die Metapher des Desktops überschneidet sich teilweise mit dem Skeuomorphismus — einem Prinzip, bei dem neue Objekte Merkmale vertrauter physischer Dinge beibehalten. Diese Konzepte sind jedoch nicht identisch. Eine skeuomorphe Schnittstelle kann Papier, Holz, Metall oder mechanische Schaltflächen detailliert nachahmen, während ein moderner Ordner oft nur ein einfaches symbolisches Icon ist. Dieses Prinzip wird ausführlicher im Artikel „Was ist Skeuomorphismus und warum die digitale Welt reale Dinge nachahmt“ behandelt.
Warum Programme in Fenstern geöffnet werden
Ein Fenster trennt ein Dokument, einen Prozess oder ein Programm von anderen. Es kann verschoben, in der Größe verändert, verborgen, maximiert oder geschlossen werden. Dadurch sieht der Benutzer nicht einen einzigen unteilbaren Raum, sondern mehrere unabhängige Arbeitsbereiche.
Der Name „Fenster“ beschreibt das Prinzip gut: Der Mensch schaut durch eine rechteckige Öffnung auf einen Teil des Inhalts. Wenn das Dokument größer als der verfügbare Bereich ist, kann es gescrollt werden, um andere Fragmente zu öffnen.
Fenster lösten auch das Problem der gleichzeitigen Arbeit an verschiedenen Aufgaben. Zum Beispiel kann Text in einem Fenster geschrieben, in einem anderen auf eine Tabelle verwiesen und gleichzeitig Nachrichten angesehen werden. Heute scheint dieses Prinzip offensichtlich, aber für frühe Computersysteme war die Möglichkeit, mehrere Bereiche auf einem Bildschirm frei zu steuern, eine wichtige Innovation.
Was bedeutet WIMP
Das klassische Modell der grafischen Benutzeroberfläche wird oft mit dem Akronym WIMP beschrieben:
Windows — Fenster,
Icons — Symbole,
Menus — Menüs,
Pointer — Zeiger.
Diese vier Komponenten bilden ein System, in dem der Benutzer Objekte sieht, sie mit dem Zeiger auswählt und die verfügbaren Aktionen im Menü findet. Genau auf einem solchen Modell basierte weitgehend die Schnittstelle der ersten Macintosh und vieler nachfolgender Personal Computer.
Der Zeiger wird dabei nicht unbedingt mit der Maus gesteuert. Er kann mit einem Touchpad, einem Grafiktablett, einem Joystick oder einem anderen Gerät bewegt werden. Wichtig ist nicht das spezifische Werkzeug, sondern die Möglichkeit, auf ein sichtbares Objekt zu zeigen und eine Aktion damit auszuführen.
Wie Symbole einen Teil der Befehle ersetzt haben
Ein Symbol komprimiert einen komplexen Befehl zu einem kleinen Bild. Anstelle der textlichen Erklärung „neues Dokument erstellen“ sieht der Benutzer ein Blatt mit einem Symbol, anstelle von „drucken“ — einen Drucker und anstelle von „suchen“ — eine Lupe.
Ein gutes Symbol sollte auch in kleiner Größe verständlich bleiben. Es sollte sich von benachbarten Symbolen unterscheiden und keine lange Entschlüsselung erfordern. Deshalb wurden frühe Computer-Icons sehr prägnant gestaltet: Die niedrige Bildschirmauflösung erlaubte es nicht, viele Details hinzuzufügen.
Eine wichtige Rolle bei der Gestaltung der visuellen Sprache des Macintosh spielte die Designerin Susan Kare. In den Jahren 1982–1983 zeichnete sie die zukünftigen Symbole auf kariertem Papier, wobei jedes Kästchen einem Pixel entsprach. Ihre Bilder halfen, die Computeroberfläche nicht nur verständlich, sondern auch emotional freundlich zu gestalten.
Ein Teil solcher Symbole hat sich längst von den Dingen, die sie einst darstellten, gelöst. Das bekannteste Beispiel ist das Diskettensymbol auf der Schaltfläche „Speichern“. Warum dieses Medium aus Computern verschwunden ist, aber in Schnittstellen geblieben ist, erklärt der Artikel „Von der Diskette zum Cloud-Speicher: Wie sich Speichermedien verändert haben“.
Wie Apple und Microsoft die GUI massentauglich machten
Die Ideen der grafischen Steuerung entstanden nicht in einem einzigen Unternehmen und nicht zu einem bestimmten Zeitpunkt. Doch der Aufstieg der Personal Computer mit GUI half, sie aus Forschungslabors in Haushalte und gewöhnliche Büros zu bringen.
1983 brachte Apple Lisa mit einem grafischen Desktop, Fenstern, Menüs und Symbolen auf den Markt. Der Computer war teuer und wurde kein kommerzieller Erfolg, hatte jedoch einen erheblichen Einfluss auf die weitere Entwicklung der Apple-Schnittstellen. 1984 erschien der kompaktere Macintosh, der für ein viel breiteres Publikum ausgelegt war. Die Steuerung mit der Maus, Menüs und die Arbeit mit grafischen Objekten wurden zu seinen Hauptmerkmalen.
Microsoft stellte 1985 Windows 1.0 vor. Das System funktionierte als grafische Umgebung über MS-DOS und bot Menüs, Mausunterstützung und die Ausführung von Programmen in Fenstern. In der Folge wurde Windows zur dominierenden Plattform für Personal Computer und gewöhnte eine riesige Anzahl von Benutzern an die gemeinsame Sprache von Desktop, Panels, Menüs und Verknüpfungen.
Die Unternehmen setzten diese Prinzipien unterschiedlich um, aber allmählich bildete sich ein Set von Erwartungen heraus: Eine Schaltfläche sollte auf einen Klick reagieren, ein Menü sollte eine Liste von Aktionen öffnen, ein Fenster sollte eine verständliche Möglichkeit zum Schließen haben, und ein ausgewähltes Objekt sollte sich visuell von anderen unterscheiden.
Warum auf der Schaltfläche zum Schließen ein Kreuzchen erschien
Das Kreuzchen ist kein Bild eines realen Objekts. Es ist ein symbolisches Zeichen für Stornierung, Ablehnung oder Beendigung einer Aktion. In der Fensteroberfläche wurde es mit dem Befehl zum Schließen verknüpft und wird jetzt fast instinktiv wahrgenommen.
Die Bedeutung des Symbols hängt jedoch vom Kontext ab. In einer Anwendung schließt das Kreuzchen ein Fenster, in einer anderen löscht es ein Element, leert ein Feld oder verbirgt eine Nachricht. Daher kann die grafische Benutzeroberfläche nicht nur aus schönen Icons bestehen. Wichtig sind ihre Anordnung, Wiederholbarkeit und vorhersehbares Verhalten.
Der Benutzer lernt nicht jede Schaltfläche einzeln, sondern das allgemeine System. Wenn das Kreuzchen ständig in einer Ecke platziert ist und immer das aktive Fenster schließt, wird die Aktion schnell zur Automatik.
Wie Smartphones die grafische Benutzeroberfläche verändert haben
Die Computer-GUI wurde um den präzisen Zeiger der Maus, die Tastatur und einen relativ großen Bildschirm herum gestaltet. Smartphones haben alle drei Bedingungen verändert. Der Benutzer berührt die Elemente mit dem Finger, hält das Gerät in geringer Entfernung und steuert es oft mit einer Hand.
Die Schaltflächen wurden größer, die Menüs kürzer, und einige sichtbare Elemente wurden durch Gesten ersetzt. Um eine Seite zu scrollen, wird sie mit dem Finger „weggestoßen“. Um das nächste Bild anzusehen, wird gewischt. Um eine Karte oder ein Foto zu vergrößern, werden zwei Finger auseinandergezogen.
Die mobile Schnittstelle hat jedoch die alte Sprache nicht vollständig aufgegeben. Sie enthält weiterhin Ordner, Papierkörbe, Tabs, Programmsymbole und symbolische Schaltflächen. Selbst der Hauptbildschirm des Smartphones setzt in gewisser Weise die Metapher der Arbeitsfläche fort, auf der der Benutzer die benötigten Werkzeuge anordnet.
Warum die grafische Benutzeroberfläche nicht immer einfacher ist
Die GUI hat Computer zugänglicher gemacht, aber die Visualität allein garantiert nicht die Verständlichkeit. Wenn der Bildschirm mit identischen Schaltflächen überladen ist, die Symbole keine Beschriftungen haben und wichtige Funktionen hinter mehreren Gesten verborgen sind, muss der Benutzer die Schnittstelle durch Ausprobieren lernen.
Übermäßige Vereinfachung kann ebenfalls Probleme verursachen. Eine flache Schaltfläche unterscheidet sich manchmal kaum von normalem Text, und ein minimalistisches Symbol ohne Erklärung kann nur von denen verstanden werden, die bereits ähnliche Programme verwendet haben.
Deshalb verbirgt eine gute grafische Benutzeroberfläche nicht einfach technische Befehle hinter Bildern. Sie hilft, verfügbare Aktionen zu sehen, deren Ergebnisse vorherzusehen und zu verstehen, was nach dem Klicken passiert ist. Fenster, Ordner und Icons bleiben nicht aus Mangel an neuen Ideen bestehen, sondern weil sie sich über Jahrzehnte zu einer gemeinsamen digitalen Sprache entwickelt haben.
