Historie vývoje GUI (6): operační systémy GEM a GEOS

21. 10. 2010

Doba čtení: 20 minut

Líbí se vám článek?
Podpořte redakci

V šesté části seriálu si podrobněji představíme systém GEM používaný na osobních počítačích Atari ST, na nichž byl GEM součástí systému TOS. Taktéž se zmíníme o některých zajímavých programech, které mohly být na počítačích Atari ST či na jejich modernějších následovnících (Atari TT, Falcon) provozovány.

Obsah

1. Systém GEM na osobních počítačích Atari ST

2. Postupný vývoj operačního systému TOS s GEM

3. Hudební aplikace pro operační systém TOS+GEM

4. Rastrové grafické editory pro TOS+GEM

5. Cyber Studio CAD-3D – předchůdce 3D Studia

6. Textové a tabulkové procesory

7. DTP systém Calamus

8. Obsah následující části seriálu

9. Odkazy na Internetu

1. Systém GEM na osobních počítačích Atari ST

V předchozí části seriálu o historii vývoje grafických uživatelských rozhraní jsme se mj. seznámili se systémem GEM firmy Digital Research Inc., který byl sice původně určen především pro počítače PC, ovšem dobu své největší slávy zažil až po svém začlenění do operačního systému TOS na osobních počítačích Atari ST a později Atari TT. S možnostmi grafického uživatelského rozhraní samozřejmě do velké míry souvisí i samotné grafické schopnosti počítače, na kterém je GUI provozováno. Původní počítače Atari ST (jedná se především o modely 520ST, 1040ST atd.) byly vybaveny framebufferem o kapacitě 32 kB, což postačovalo pro práci ve třech grafických režimech: 320×200 pixelů s maximálně šestnácti barvami, 640×200 pixelů s barvami čtyřmi a konečně v monochromatickém režimu s rozlišením 640×400 pixelů. S dalším vývojem řady Atari ST a později Atari TT se grafické možnosti těchto počítačů rozšiřovaly, a to jak v podpoře vyšších rozlišení a současně zobrazitelného počtu barev, tak i rozsáhlejší barevné palety.

Obrázek 1: Osobní počítač Atari 1040 STE.

Například na počítačích Atari TT bylo možné barvy vybírat z barvové palety mající rozsah 4096 barev (4 bity na každou barvovou složku) namísto původní palety s 512 barvami (3 bity na každou barvovou složku). Kromě původních tří grafických režimů zmíněných v předchozím odstavci mohl samotný GEM nebo další aplikace (především hry), využívat i mnoho nových grafických režimů: 320×480 s 256 barvami (použito i některými editory zmíněnými v dalším textu), 640×480 s 16 barvami a taktéž monochromatický režim s rozlišením 1280×960 pixelů, pro jehož zobrazení se používal devatenáctipalcový monitor dodávaný samotnou firmou Atari (právě kombinace tohoto monochromatického režimu s devatenáctipalcovým monitorem se používala v některých DTP studiích). Později se k počítačům Atari daly dokoupit i specializované grafické karty, například TKR CrazyDots 2 VME nabízející mj. i SVGA rozlišení 1024×768 s 256 barvami.

Obrázek 2: Uživatelské prostředí systému TOS (s GEM) využívající monochromatický režim počítačů Atari ST s rozlišením 640×400 pixelů.

Kromě grafických režimů se samozřejmě taktéž změnily další parametry počítačů Atari: zatímco Atari 520ST bylo dodáváno „pouze“ s 512 kB RAM a zabudovanou disketovou jednotkou a Atari Mega ST mělo 1, 2 nebo 4 MB RAM, mohl být model Atari TT030 vybaven dvěma až 32 MB RAM a navíc i pevným diskem. Původní mikroprocesor Motorola 68000 s hodinovou frekvencí 8 MHz (popř. 16 MHz u Atari Mega ST) byl nahrazen výkonnějším a v několika ohledech vylepšeným mikroprocesorem Motorola 68030 s hodinovou frekvencí 32 MHz. I z tohoto důvodu nemělo Atari TT zabudovaný BLiTTER (jenž se objevil v modelech Mega ST), protože jeho konstruktéři věřili, že takto výkonný procesor dokáže veškeré grafické operace provádět bez toho, aniž by došlo k viditelným prodlevám v reakcích počítače.

Obrázek 3: Jeden ze systémů CAD spuštěný na počítači Atari TT.

2. Postupný vývoj operačního systému TOS s GEM

Vůbec první verze operačního systému TOS byla dodávána pro použití s počítači Atari 260ST a Atari 520ST na disketách, a právě z tohoto důvodu se jí někdy přezdívá „RAM TOS“ (systém se nejprve musel načíst z diskety do operační paměti) nebo též „Disk TOS“. Tato verze, která obsahovala poměrně nepříjemné chyby, byla v roce 1985 nahrazena takzvaným „ROM TOSem“, tj. upravenou variantou systému TOS, jenž byla uložena v paměti ROM počítačů Atari 520ST a Atari 1040ST, což samozřejmě urychlilo start počítače. „ROM TOS“ bylo možné nainstalovat i do prvních kusů počítačů Atari ST, které byly dodávány bez něj – postačilo nakoupit příslušné paměťové moduly a nainstalovat je do volných soketů. V roce 1987 byla vydána verze TOS 1.2, která byla opět uložena v pamětech ROM. Tato verze kromě opravy mnoha chyb přinesla i podporu pro hodiny reálného času (RTC) a především podporu pro práci s BLiTTERem, což s sebou přineslo i urychlení některých grafických operací.

Obrázek 4: Výpis souborů a adresářů uložených na první disketě (A:); toto okno systému TOS+GEM se ve svých základních vlastnostech příliš neliší od okna Průzkumníka (Exploreru) systému Windows.

Tato verze je taktéž známa pod přezdívkami „Blitter TOS“ nebo „Mega TOS“, především z toho důvodu, že byla provozována i na počítačích Atari Mega ST 2 a Atari Mega ST 4. Pravděpodobně nejběžnější variantou TOSu je verze 1.4 („Rainbow TOS“ podle barevného loga firmy Atari), která uživatelům přinesla velké množství různých vylepšení, například rychlejší práci se soubory a pevnými disky, kompatibilitu s DOSovým formátem disket atd. Následovala verze 1.6 podporující barvový rozsah 4096 barev u modernějších typů počítačů Atari ST (viz předchozí kapitolu) a taktéž podporu pro mikroprocesor Motorola 68030. Následovaly různé verze TOS 2.x a TOS 3.x, ovšem mnohem zajímavější jsou až verze TOS 4.x (4.01, 4.02, 4.04), které již vyžadovaly 512 kB paměti. Tyto systémy, taktéž známé pod názvem „3D TOS“, podporovaly operace typu drag & drop, měly nový „3D“ vzhled oken a dalších ovládacích prvků (viz též obrázek číslo 7), mohly se v nich používat ikony s 256 barvami atd.

Obrázek 5: Uživatelské prostředí TOS+GEM zobrazené na počítači Atari Falcon (celkem je využito 16 barev).

Zajímavým počinem byl vznik systému MiNT, což byla původně zkratka ze sousloví „MiNT is Not TOS“, které však bylo ve chvíli, kdy firma Atari začala MiNT oficiálně prezentovat jako alternativní systém, nahrazeno souslovím „MiNT is Now TOS“. Jedná se o operační systém unixového typu podporující multitasking. MiNT byl později spolu s multitaskovou verzí GEMu nabízen pod jménem MultiTOS. Pokud je tento systém používán na starších systémech s procesory Motorola 68000 (řada ST a STE), jsou aplikace spouštěny bez ochrany paměti; ta je v plné míře zajištěna až na počítačích vybavených mikroprocesory Motorola 68030 (Atari TT a Atari Falcon). Systém MiNT je dodnes vyvíjen, nyní už ovšem nikoli vývojáři z firmy Atari (ta byla mezitím minimálně třikrát prodána), ale komunitou, a to pod názvem FreeMiNT, což je jméno navržené autorem původního MiNTu – Ericem Smithem.

Obrázek 6: Osobní počítač Atari Falcon030 se podobá předchozím modelům Atari ST, což není náhoda, protože byl použit podobný case. Povšimněte si, že na klávesnici je klávesa Control umístěna nalevo od klávesy A, což je pro běžnou práci s počítačem (například při editaci textu) praktičtější než umístění v dolní řadě kláves. Design funkčních kláves F1 až F10 byl použit již u osmibitových počítačů Atari 800XE a Atari 130XE.

3. Hudební aplikace pro operační systém TOS+GEM

Osobní počítače Atari ST se staly mezi uživateli velmi populární mj. i díky svému rozhraní MIDI (Musical Instrument Digital Interface). Již z názvu tohoto rozhraní vyplývá, že MIDI je určené převážně pro vzájemné propojení hudebních zařízení, čemuž také odpovídá jeho přenosový protokol. Kromě toho je však možné, aby pomocí tohoto rozhraní spolu komunikovala i další zařízení; dokonce se s využitím MIDI dá postavit jednoduchá počítačová síť, i když dnes se spíše jedná o raritu, nehledě na dosti nízkou přenosovou rychlost dosahující cca tří kilobajtů za sekundu – ovšem tato síť pro počítače Atari ST i další typy počítačů skutečně existovala (viz například MIDI Maze). Specifikace MIDI rozdělena do dvou částí. První část popisuje, jakým způsobem jsou jednotlivá zařízení propojena, tj. popisuje konektory, elektrické charakteristiky připojení a způsob přenosu dat na nejnižší úrovni. Druhá část pak popisuje přenosový protokol, tj. způsob řízení jednotlivých hudebních i nehudebních zařízení.

Obrázek 7: Grafické rozhraní TOS+GEM na Atari Falconu v režimu s rozlišením 640×480 pixelů.

Díky velmi dobré podpoře MIDI vznikla pro osobní počítače Atari ST i pro jejich následovníky celá řada aplikací, které toto rozhraní využívaly pro ovládání k němu připojených hudebních nástrojů, popř. pro tvorbu skladeb. Jedním z prvních hudebních aplikací je program Creator, později přejmenovaný na Notator (a ještě později na Notator SL a dnešní Logic Pro). Jedná se program umožňující komponovat skladbu podobným způsobem, jaký se používal u trackerů (rozšířených především na Amigách a později i na Atari ST a IBM PC), ovšem s výstupem na MIDI. Namísto časové osy použité například v dále zmíněném programu Cubase, se v Notatoru skladba zapisovala jako sekvence parametrů jednotlivých nástrojů, což je opět podobné klasickým trackerům. Na osmém obrázku je zobrazeno grafické uživatelské rozhraní třetí verze programu Notator (spuštěného v monochromatickém režimu s rozlišením 640×400 pixelů), které se ve svých základních rysech neliší od moderních aplikací podobného zaměření (samozřejmě dnes se mj. i díky nabídce zvukových banků možnosti hudebních editorů rozšířily). Tento program vyšel v několika verzích a byl používán i profesionálními hudebníky.

Obrázek 8: Obrazovka programu Notator v monochromatickém grafickém režimu 640×400 pixelů.

Čtenářům tohoto článku bude možná více povědomé jméno aplikace Cubase, originálním jménem Cubit, která taktéž vznikla na počítačích Atari ST. Původní verze byla určena jak pro Atari 520ST (s jedním megabajtem RAM, takže se jednalo spíše o model Atari 520ST+), tak i pro Atari 1040ST, a bylo ji možné provozovat jak v barevných grafických režimech s nižším rozlišením, tak i v režimu monochromatickém – především při použití tohoto režimu (640×400×1bpp) bylo možné na jedné obrazovce přehledně zobrazit jak jednotlivé stopy a kanály, z nichž se hudba skládala (vertikální seznam), tak i horizontálně orientovanou časovou osu, na níž byly graficky naznačeny parametry nástrojů. Změna parametrů na časové stopě byla přehlednější a snazší než přímá editace parametrů v seznamu. První verze Cubase podporovala až 64 stop, šestnáct MIDI kanálů, editor MIDI událostí a taktéž podporu pro připojení dalších externích modulů. Aplikace Cubase se díky své popularitě dočkala i verzí pro další platformy a operační systémy, včetně PC s MS Windows.

Obrázek 9: Jedna z prvních verzí známého hudebního programu Cubase.

4. Rastrové grafické editory pro TOS+GEM

Pro osobní počítače Atari ST a jejich následovníky Atari TT vzniklo i poměrně velké množství grafických rastrových editorů, které využívaly jak standardní grafické režimy, tak i některé speciální efekty, které bylo možné provádět (například se jedná o rychlou změnu barev v barvové paletě, což umožnilo zvýšení počtu současně zobrazitelných barev v obrázku). Z často používaných rastrových editorů můžeme jmenovat například Deluxe Paint, který se pravděpodobně stal známější na počítačích Amiga, především ve své čtvrté verzi. Ovšem kromě tohoto editoru existuje pro řadu ST/TT i několik dalších grafických editorů, které se od sebe v několika ohledech odlišují. Jedním ze známých editorů je NeoChrome, jehož autorem je Dave Staugas, jenž se mj. podílel i na vývoji samotného operačního systému počítačů Atari ST. Tento editor je zvláštní tím, že dokáže tvořit obrázky, v nichž je možné díky postupné změně barvy v barvové paletě dosáhnout efektu animace (aniž by se musely měnit hodnoty jednotlivých pixelů v obrázku).

Obrázek 10: Grafický editor Neochrome Master se známým (animovaným) obrázkem vodopádu.

Na desátém screenshotu je vyobrazen vodopád (jedná se o poměrně známý obrázek), který byl, samozřejmě při jeho načtení do programu NeoChrome, animovaný, právě díky postupné změně barev v barvové paletě. Zajímavé je, že NeoChrome, ke kterému nejsou volně přístupné zdrojové kódy, byl disassemblován a jeho verze přeložená z dissasemblovaných zdrojových kódů je šířena pod názvem NeoChrome Master. V této verzi lze díky existenci sice poměrně špatně čitelného, ale alespoň nějakého :-) zdrojového kódu v assembleru, provádět různé úpravy a přidávat do ní další funkcionalitu. Za zmínku stojí i další grafický editor nazvaný DEGAS Elite (původní verze se jmenovala pouze DEGAS), jehož autorem je Tom Hudson, s nímž se ještě setkáme v následující kapitole. V tomto editoru, který například využíval horní menu obsluhované přes GEM (některé jiné editory se o překreslování celého GUI staraly samy), bylo možné současně pracovat s více obrazovkami, konkrétně se čtyřmi obrazovkami u Atari 520ST a osmi obrazovkami u Atari 1040ST a dalších modelů.

Obrázek 11: Grafické uživatelské rozhraní grafického editoru DEGAS Elite.

Z dalších rastrových grafických editorů naprogramovaných pro počítače Atari ST a Atari TT se jedná například o Crack Art TT, Cyber Paint, Escape Paint či Synthetic Arts. Některé z těchto rastrových editorů vznikly až v době, kdy sláva počítačů Atari začala uvadat (alespoň z obchodního hlediska a z pohledu mainstreamových uživatelů) a počítače Atari ST/TT se začaly více využívat například v oblasti demoscény.

Obrázek 12: Další grafický editor Escape Paint.

5. Cyber Studio CAD-3D – předchůdce 3D Studia

Velmi zajímavým programem, který vznikl na počítačích Atari ST, je program nazvaný Cyber Studio CAD-3D nebo také jen CAD-3D, jehož autorem je Tom Hudson zmíněný již v předchozí kapitole. Jedná se o modelovací program umožňující vytváření trojrozměrných modelů sestavených z polygonů. Modely se vytvářely ze základních geometrických těles a taktéž pomocí dvou pokročilejších (alespoň na svou dobu) modelovacích technik: vytahování základního 2D tvaru podél specifikovaného vektoru (operace nazývaná extrude) a rotace základního 2D tvaru okolo zvolené osy (operace lathe nebo též SOR – surface of revolution). S využitím těchto dvou modelovacích (šablonovacích) technik bylo možné vytvořit překvapivě velké množství prostorových modelů. Jak je z obrázků zobrazených v této kapitole patrné, používá Cyber Studio CAD-3D několik pohledů na tvořenou prostorovou scénu či trojrozměrný model, přičemž parametry jednotlivých pohledů je samozřejmě možné prakticky libovolným způsobem měnit.

Obrázek 13: Uživatelské rozhraní aplikace Cyber Studio CAD-3D při použití grafického režimu s rozlišením 640×200 pixelů (obrázek má na vertikální ose dvojnásobné měřítko).

Kromě zobrazení editovaného prostorového tělesa ve formě takzvaného drátového modelu (wireframe), tj. pouze pomocí úseček tvořících hrany polygonů, bylo možné trojrozměrné těleso vykreslit i renderovacím algoritmem využívajícím konstantní stínování, přičemž se v závislosti na zvoleném grafickém režimu při vykreslování využívalo až šestnáct odstínů šedi. Pokud zvolený grafický režim neumožňoval současně zobrazit šestnáct různých barev, použil se alespoň dithering, i když z přiložených obrázků je patrné, že se nejednalo a ani se nemohlo jednat o zázračnou technologii. Na programu Cyber Studio CAD-3D je zajímavé i to, že jeho funkce byly převzaty do aplikace 3D Studio, které se na platformě IBM PC rozšířilo jak v dobách DOSu, tak i později ve verzích určených pro operační systémy Microsoft Windows (3D Studio MAX). Prvopočátky 3D Studia tedy můžeme hledat již na počítačích Atari ST. Ostatně je zajímavé, že první DOSová verze 3D Studia taktéž pracovala v grafickém režimu s malým počtem barev (VGA režim 12h) a při renderingu se muselo provést přepnutí do grafického režimu s vyšším počtem barev ale s nižším rozlišením.

Obrázek 14: Další snímek uživatelského rozhraní aplikace Cyber Studio CAD-3D, tentokrát pořízený v grafickém režimu s rozlišením 640×400 pixelů.

6. Textové a tabulkové procesory

Pro systém TOS+GEM vzniklo, podobně jako pro mnohé další typy osobních počítačů, poměrně velké množství různých textových a tabulkových procesorů, od zcela jednoduchých aplikací až po profesionální programy, z nichž mnohé překonávaly podobně zaměřené aplikace, které v té době (druhá polovina osmdesátých let minulého století) byly vyvíjeny pro počítače kompatibilní s IBM PC. Z textových procesorů se jedná například o známý 1st Word z roku 1986, jenž byl následovaný verzí 1st Word Plus. První verze tohoto textového editoru, která byla k počítačům Atari ST dodávána ve formě freeware (tj. zadarmo, ovšem bez zdrojových textů), umožňovala s vytvářeným textem provádět základní formátování, například změnu písma (tučné, podtržené, kurzíva), zarovnání textu k levému či pravému okraji, centrování textu atd. Jednalo se taktéž o jeden z prvních textových procesorů na osobních počítačích, který zobrazoval text ve zhruba takovém tvaru, v jakém byl později vytištěn (WYSIWYG).

Obrázek 15: Textový procesor 1st Word Plus, v němž je zobrazen jeden odstavec z předminulé části tohoto seriálu.

Některé části textu, například hlavičky a patičky (a taktéž horní a dolní indexy), se sice nezobrazovaly přesně takovým způsobem, jakým byly později vytištěny, nicméně pro běžné uživatele se jednalo o veliký krok kupředu, zejména v porovnání s textovými procesory pro počítače PC s operačním systémem DOS, které v té době většinou používaly textové rozhraní a veškeré formátování bylo řešeno vkládáním řídicích kódů do vytvářeného textu (skutečné formátování se zobrazilo až při náhledu na tiskovou stránku). 1st Word Plus samozřejmě, jako prakticky každá plnohodnotná aplikace určená pro grafické prostředí GEM, podporoval práci s myší a současnou práci s větším množstvím dokumentů (původně čtyř) z nichž každý byl otevřený v samostatném okně (na rozdíl od například tuzemského textového editoru T602, který podporoval pouze dva současně otevřené dokumenty a navíc byl jejich rozsah limitován konvenční pamětí DOSu – po odečtení paměti obsazené DOSem a T602 se jednalo o zhruba 300 kB).

Obrázek 16: Textový procesor z balíčku aplikací AtariWorks.

Z dalších kancelářských aplikací stojí za zmínku AtariWorks obsahující jak textový procesor, tak i tabulkový kalkulátor a jednoduchou databázi (viz též screenshoty zobrazené nad a pod tímto odstavcem). Mezi další oblíbené textové procesory patří například Papyrus (jeden z nejlepších textových procesorů pro počítače Atari ST) nebo Protext (který byl dostupný i pro počítače PC i Amigy), z tabulkových kalkulátorů pak 3D Calc+ (šířený jako freeware), Texel a XXL.

Obrázek 17: Tabulkový procesor z balíčku aplikací AtariWorks.

7. DTP systém Calamus

Jednou z aplikací, která v době svého vzniku způsobila malou revoluci v oblasti DTP (Desktop Publishing), je systém Calamus, jehož první verze byla firmou DMC GmbH (NDR) vydána již v roce 1987, tj. necelý rok po vydání slavného programu Ventura Publisher na osobních počítačích PC. Na tomto místě je vhodné se zmínit o tom, že i program Ventura Publisher obsahoval část systému GEM (bylo v něm napsáno GUI Ventury), takže počátky DTP na osobních počítačích jsou se systémem GEM prakticky nerozlučně spjaty (první skutečný DTP s grafickým uživatelským rozhraním však byl program PageMaker společnosti Aldus, který byl v roce 1985 vydán pro počítače Macintosh). Nicméně vraťme se k aplikaci Calamus na počítačích Atari ST. Jedná se o systém, který měl velmi malé systémové nároky. Pro práci na jednodušších dokumentech postačovalo Atari 1040ST s 1MB RAM a monitorem schopným zobrazit grafický režim s rozlišením 640×400 pixelů.

Obrázek 18: Německá verze DTP programu Calamus.

I přes tyto malé nároky na technické parametry počítače umožňoval Calamus plnohodnotný WYSIWYG, práci s vektorovými fonty, rámci umístitelnými do jakéhokoli místa připravované stránky, podporu pro tisk na strojích Linotype a v neposlední řadě též tisk na laserovou tiskárnu. Právě podpora tisku na laserové tiskárně SLM804 firmy Atari byla užitečná, protože tato tiskárna neobsahovala RIP, na rozdíl od mnohem dražších tiskáren jiných výrobců. Aby bylo možné i na SLM804 tisknout složitou grafiku, musely se nejprve všechny stránky dokumentu připravit v systému Calamus, posléze počítač restartovat a namísto plnohodnotného operačního systému spustit malý program, který s využitím téměř celé operační paměti (1MB) provedl tisk. Jednalo se sice o poněkud krkolomné řešení, které ale bylo pro mnoho uživatelů užitečné, protože s Atari 1040ST + SLM804 + Calamus bylo možné i přes nízkou cenu všech tří součástí dosahovat poměrně kvalitních výsledků (řešení s Macintoshem a tiskárnou s PostScriptem bylo mnohem dražší).

Obrázek 19: Finská verze DTP programu Calamus.

8. Obsah následující části seriálu

V následující části seriálu o historii vývoje grafických uživatelských rozhraní si představíme systém GEOS, který byl původně nabízen pro domácí osmibitové počítače Commodore C64 a taktéž šestnáctibitové osobní počítače PC, ovšem později se přesunul spíše do oblasti různých mobilních zařízení. Tento systém byl mj. použit i ve známém Nokia Communicatoru 9000 a Nokia Communicatoru 9110 (další verze těchto zařízení již byla vybavena systémem Symbian).