編者按：如果你用過Ubuntu 一類的 Linux 操作系統(tǒng)，那么你大概率是接觸過 GNOME 這個桌面環(huán)境的。這篇文章出自 GNOME 團隊的博客，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。這個問題其實 Windows 和 macOS 的團隊同樣在思考，各自都有一些探索性的設(shè)計，但是 GNOME 的這個，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設(shè)計問題，掐指算來，窗口隨著圖形化界面誕生，至今已經(jīng) 50 年了，可是如今依然沒有徹底完善的管理方案。我們從一開始，就依賴將窗口作為承載內(nèi)容、處理多任務(wù)的隱喻和方式。在這個隱喻當中，每個應(yīng)用程序都可以生成一個乃至于多個矩形的窗口，窗口之間可以互相交疊，移動，并且可以調(diào)整大小。

互相重疊的窗口很快會變得混亂

如果你的桌面上只有幾個小窗口，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，問題就會出現(xiàn)。當新窗口出現(xiàn)的時候，互相之間就會遮擋，有的窗口會被完全遮蓋住。當你最大化某個窗口的時候，所有的窗口都會被隱藏。

幾十年來，各種不同的操作系統(tǒng)使用不同的工具和流程，來處理這個問題，工作區(qū)、任務(wù)欄、切換器，都是這樣來的。然而，從 70 年代開始，一直到現(xiàn)在，基本沒有根本上的改變，而問題也從未消失。

雖然我們當中絕大多數(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有問題。尤其當你看電腦新手的時候，比如小孩和老人，你會更加明顯地感知到這些問題。移動窗口，調(diào)整窗口的尺寸，這兩個操作最為明顯，因為它需要用戶進行精細的操作。但是這種功能是整個窗口管理系統(tǒng)自帶的，用戶必須要掌握的，也經(jīng)常被人戲稱為「Shit work」。

大多數(shù)時候，你其實并不關(guān)心窗口的大小和位置，僅僅只是想查看當前任務(wù)所涉及到的窗口而已。而在多數(shù)時候，你會將窗口最大化。少的時候，這種最大化的窗口有三四個，多的時候有十幾個，即使這比較少見。混亂是默認存在的，而用戶需要接納它們，還得整理它們。

將窗口變成「瓷磚」

傳統(tǒng)的窗口管理機制當中，會使用平鋪展示來解決窗口重疊的問題。雖然這種設(shè)計在某種情況下效果不錯，但是考慮到實際的需求，它也就幫用戶整體預(yù)覽一下有哪些程序有哪些窗口僅此而已，在可用性上，遠遠不夠。

原因之一，是窗口管理器的平鋪視圖之下，會根據(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)的程序其實都有各自所設(shè)定的窗口比例。最典型的就是即時通訊類的程序，它們通常窗口都比較瘦長。當然，有的桌面窗口管理系統(tǒng)會使用一些特殊的窗口平鋪機制，比如在 Linux 下著名的桌面管理器 Gnome 下，會使用名為 Forge 的屏幕窗口模式，窗口會統(tǒng)一縮的很窄：

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

窗口管理的平鋪模式的另一個問題，是會將新的窗口隨意放置一個位置。這主要是因為系統(tǒng)不了解用戶使用程序打開窗口的上下文環(huán)境，這導(dǎo)致用戶只能在事后手動調(diào)整窗口大小，而這正是我們想要要盡量避免的問題。

而 iPadOS 上的窗口管理機制則非常有趣，它的使用場景更加受限，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個窗口，并不能很好的擴展到更大的屏幕上。

歷史發(fā)展

長期以來，Gnome 設(shè)計團隊一直都非常關(guān)注窗口管理這個話題，我記得是在 2017 年第一次 GUADEC 上就和 Jakub 討論過這個問題，此后進行過無數(shù)次的討論，溝通想法，構(gòu)想概念。在這些概念設(shè)計和想法當中，比較具有里程碑意義的是 2019 年的一次設(shè)計和 2020 年 GNOME40 的設(shè)計，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（遠程）、Florian Müllner、Jonas Dre?ler。

我個人有個習(xí)慣，每年會花費幾周的時間來研究這個問題。比如在 2020 第一次疫情隔離期間，我花費了相當多的時間來構(gòu)想一個磁貼版本的 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：

• 它完全是手動的
• 僅支持2個個窗口的并列展示，并且無法擴展到更加復(fù)雜的布局
• 在堆棧視圖中，2窗口平鋪視圖并不會同時呈現(xiàn)，其他窗口隨時會影響使用
• 工作區(qū)的創(chuàng)建也是手動的，并未集成到工作流當中

多年來，我們也一直想創(chuàng)建出更強更易用的平鋪視圖，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)計方向，因此一直沒有取得太大的進展?，F(xiàn)在，我們終于找到相對明確的設(shè)計方向了，這著實是令人振奮！

不互相遮擋的界面模式

關(guān)于這個功能的設(shè)計，我們討論關(guān)鍵點是，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的窗口管理機制。我不想添加一個額外的工具，但是又無法解決絕大多數(shù)用戶的窗口管理的問題。

因此，我們提出的想法大概是這樣的：

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

按照我們當前的概念設(shè)計，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)浮動堆疊布局的優(yōu)點
• 邊緣平鋪布局，即窗口會水平方向平鋪展示
• 堆疊浮動布局，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)置為默認交互。當你打開一個窗口，它會按照這個 APP 最實用的比例和尺寸，在屏幕中心打開，瀏覽器這種 APP 通?？赡軙畲蠡故荆鞖忸惖膽?yīng)用，通常大概 700x500 px 的尺寸也就夠用了。

當你打開更多窗口的時候，現(xiàn)有的窗口會自動移動到一旁，為新的窗口騰出空間。如果新打開的窗口空間不夠用，比如它需要最大化呈現(xiàn)，那么會它會移動到自己的獨立的工作區(qū)。如果所有的窗口布局接近鋪滿屏幕，那么所有窗口會自動擴展平鋪，占滿屏幕。

當然，用戶可以手動讓窗口平鋪。如果有足夠的空間，其他的窗口能夠保留馬賽克布局，但是如果沒有足夠的空間用于馬賽克布局，那么系統(tǒng)會提示你另外新開一個桌面窗口。

用戶可以讓一個桌面不止并排放置 2 個窗口，任何平鋪的區(qū)域或者剩余的區(qū)域，都可以拖進另外一個窗口，來進行分割，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。

當然，總會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)典浮動模式，然而，我們認為這種浮動窗口相對情況較少，它們類似我們?nèi)缃竦摹甘冀K處于最上層」的界面行為。

當然，這套體系還有更多的規(guī)則和細節(jié)，但是希望上面的內(nèi)容可以讓你對于我們接下來的設(shè)計有一個基本的了解。

新窗口的元數(shù)據(jù)

如你所見，為了避開傳統(tǒng)平鋪窗口管理器的陷阱，我們需要有更多來自窗口的元數(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，我們需要更多的信息和數(shù)據(jù)。

有的窗口永遠都不應(yīng)該在 4K 顯示器上最大化顯示。

目前缺少一個重要的信息，是窗口所需的最大尺寸的信息，超過這個尺寸，窗口內(nèi)的內(nèi)容將不再好看。沒有這些信息，也恰恰是傳統(tǒng)桌面的窗口管理器平鋪模式下的問題之一，尤其是在大屏幕上呈現(xiàn)的時候。這個最大尺寸并不是硬性要求，而更像是一個推薦尺寸，依然可以手動調(diào)整大小，但是，系統(tǒng)可以借此來計算最佳的窗口布局，比如，當這個窗口被拖到屏幕一側(cè)平鋪開的時候，平鋪的寬度會參考這個最大尺寸的參考數(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)容動態(tài)設(shè)置。

當然，想要將整個生態(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 的簡單性和通用性存在，我認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 的開發(fā)者就很多技術(shù)細節(jié)進行了初步的討論，我們初步統(tǒng)一按照前文的計劃來推進整個桌面窗口管理器的研發(fā)，當然，還有大量的工作要做。

在設(shè)計方面，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有太多現(xiàn)有的技術(shù)支持，這令人興奮，同時也有點冒險。

作者：陳子木