Сложности современного масштабирования, часть 5: выводы

Смерть пикселя и разрешения экрана как определяющих параметров


В этой части — краткое изложение выводов предыдущих частей, личный опыт использования монитора с высоким PPI и краткая экскурсия в наступившее будущее.

Итак, мы закончили рассмотрение теоретических и практических аспектов работы алгоритмов масштабирования в системе Windows. Прежде чем переходить к выводам и оценкам перспектив, давайте кратко суммируем информацию из предыдущих частей. Те из наших читателей, кто внимательно прочитал все статьи цикла, могут сразу переходить к выводам, хотя, как мне кажется, проглядеть краткую выжимку лишним не будет.

Ссылки на предыдущие части:

История вопроса

В начале своей истории, когда компьютеры были очень сильно привязаны к бумаге, необходим был универсальный параметр, который связывал бы размер изображения на бумаге и на экране. Компания Apple предложила параметр 72 точки на дюйм (dpi): при физических параметрах экранов Apple Macintosh того времени изображение на экране и на бумаге имело одинаковый физический размер. Microsoft для Windows была предложена система «субъективного восприятия»: элемент на экране и на бумаге должен казаться одинаковым с учетом того, что экран находится от глаз на треть дальше, чем мы держим лист бумаги. Так появился параметр 96 dpi (96 — виртуальный пересчет 72 на большее расстояние до экрана), во многом определивший дальнейшее развитие интерфейсов ПК на базе Windows.

Очень быстро параметр 96 dpi стал своего рода базовой точкой отсчета для построения интерфейса системы и приложений. Впрочем, не для всех: для графики всё активнее стало применяться прямое указание размера в пикселях. В перспективе это и привело к проблемам: размер графических элементов задавался жестко в пикселях, шрифтов — в dpi, а других элементов — и вовсе как бог на душу положит: они могли быть и в пикселях, и в dpi, и в процентах от размера окна… При этом свое первоначальное значение параметр dpi быстро потерял: постоянно появлялись новые типы мониторов с разным соотношением физического размера экрана и разрешения, на которых элементы с одинаковым dpi выглядели по-разному.

Вторая большая проблема — комфортный размер изображения на экране. На ЭЛТ-мониторах можно было выставлять любое комфортное разрешение, не жертвуя качеством картинки. Однако ЖК-мониторы, пришедшие им на смену, хорошо работают только в одном разрешении. А производители ЖК-мониторов в угоду маркетингу стали изобретать самые разные сочетания физического размера и разрешения: у ноутбуков разрешение 1366×768 используется при диагонали экрана от 11,6 до 15,6 дюймов, у десктопов мониторы с разрешением 1920×1080 могут быть от 21,5 до 27 дюймов.

В результате не то что сопоставлять размеры элементов на экране и бумаге, но во многих случаях даже и комфортно работать было невозможно из-за слишком мелких шрифтов и графики. А единственным способом изменить масштаб интерфейса на экране стал программный пересчет. Наконец, появление экранов Retina компании Apple показало пользователям все преимущества качественного скачка в плотности пикселей: более ясные, приятные для глаза, более читаемые шрифты, более четкие картинки. В индустрию пришла мода на высокую плотность пикселей.

Алгоритмы масштабирования в Windows

Внедрение экранов Retina в портативные устройства Apple прошло легко и просто потому, что разрешение у них было ровно вдвое больше, чем у обычных. Поэтому достаточно было увеличить вдвое размер элементов интерфейса — и дело сделано. Обращаю внимание, что при этом практически не увеличилось количество отображаемой на экране информации. Процесс адаптации MacOS под высокие разрешения был сложнее: хотя физически разрешение тоже увеличилось вдвое, для приложений доступны несколько вариантов масштабирования. Система сейчас полностью оптимизирована под высокие разрешения, процесс адаптации сторонних приложений продолжается.

В Windows ситуация намного сложнее. Это открытая платформа, которая предоставляет разработчикам очень большую свободу творчества и широкий набор инструментов, причем, как и в любой открытой системе, ее разработчик практически не имеет над ними контроля. Платформа Windows крайне популярна, в значительной степени именно благодаря своей открытости, и под нее работает громадное количество разработчиков с самым разным техническим уровнем и отношением к работе (и к рекомендациям создателей платформы в том числе). Поэтому каждый строит свои приложения в меру своего желания и разумения, которое редко совпадает с ви́дением производителя платформы (а иногда и прямо противоречит рекомендациям). За годы развития Windows накоплено огромное количество самого разнообразного ПО. В этом прелесть открытых платформ, в этом их беда.

В результате существенная часть (чтобы не сказать — большинство) даже современных приложений не оптимизирована под корректное масштабирование. Учитывая остроту проблемы, Microsoft активно работает над созданием и внедрением универсальных инструментов и рекомендаций для разработчиков, благодаря которым любое приложение сможет корректно работать при любом масштабе (или значении dpi) интерфейса (см. WPF). Современные версии ОС и приложений Microsoft обладают нужной оптимизацией, хотя даже в системе иногда встречаются досадные недоработки. Однако значительная часть разработчиков, пользуясь открытостью платформы (т. е. отсутствием контроля над ними), до сих пор игнорирует эти стандарты и указания.

В этих условиях компании Microsoft пришлось разрабатывать собственные универсальные механизмы масштабирования, которые позволяют компенсировать ошибки и недоработки разработчиков и выводить интерфейс приложения на экран в нужном масштабе, даже если само оно этого делать не умеет. Всего алгоритмов два:

  • Старый алгоритм (окончательно оформился в Windows XP): система допускает любой масштаб с шагом в 1%. Система сообщает приложению текущий dpi десктопа и сама занимается масштабированием системных ресурсов (в том числе задействованных в приложении). Приложение само занимается масштабированием своих ресурсов.
  • Новый алгоритм (внедрен в Vista, используется в последующих системах): если приложение оптимизировано для масштабирования и сообщает об этом системе (это называется dpi-aware), то система сообщает ему корректный текущий dpi интерфейса, масштабирование приложение осуществляет самостоятельно. Если приложение само не уведомляет систему о поддержке масштабирования, то включаются системные алгоритмы — либо старый, либо новый (зависит от настроек системы и выбора пользователя). Грубо говоря, новый механизм берет уже полностью сформированное изображение окна приложения при масштабе по умолчанию (96 dpi) и растягивает его до размера, соответствующего текущему масштабированию, как обычную картинку. Подробнее о том, когда какой механизм задействуется, как они работают и какие у каждого плюсы и минусы, можно почитать во второй части исследования.

Что касается нового интерфейса Windows 8 (Metro), то там все работает совершенно по-другому. Система сама определяет параметры экрана (его физический размер и разрешение) и сама выбирает нужный масштаб, у пользователя нет прямого контроля над этим процессом. Для приложений существует три базовых масштаба: 100%, 140% и 180%, и при выполнении всех требований должна обеспечиваться корректная работа при любом масштабе. То, что установка приложений под новый интерфейс возможна только из магазина Windows Store, дает Microsoft очень сильный рычаг контроля над разработчиками: приложение, не соответствующее требованиям (в т. ч. по масштабированию), просто не будет в него допущено. Подробнее об этом можно почитать во второй части обзора.

Надеюсь, что первые четыре части дали читателям достойное представление о существующих проблемах и текущей ситуации с масштабированием для платформы Windows. Поэтому теперь давайте поговорим о самом интересном: о будущем и перспективах развития.

Можно ли пользоваться экраном с высоким PPI?

Устройства с высоким показателем PPI (pixel per inch, пикселей на дюйм) выходят на рынок уже сейчас. Поэтому перед тем, как переходить к выводам, давайте суммируем впечатления от использования ноутбука с экраном с высокой плотностью пикселей. Помимо Acer Aspire S7 я использовал Lenovo Helix — это трансформер, планшет с доком, превращающийся ультрабук. Оба имеют 11,6-дюймовые экраны с разрешением Full HD. PPI для этого размера экрана составляет 189,91 (примерно), у новых Apple Macbook Pro Retina 15 — 220, у Retina 13 — 227. В общем, по цифрам эти экраны немного отстают от ноутбуков Apple. Если поднести экран к глазам, то пиксели действительно различить можно — однако при реальной работе и на такой диагонали экрана вы их, скорее всего, не увидите.

С новым интерфейсом Windows 8 проблем нет: элементы интерфейса и шрифты по размерам примерно такие же, как на экране планшета с той же диагональю, но разрешением 1366×768. Однако дисплей с высоким разрешением выдает красивую картинку с гладкими линиями и окружностями шрифтов без заметных «лесенок» — и в этом случае если поставить два устройства рядом, то разница очень заметна. Таким образом, проблем с работой в новом интерфейсе быть не должно.

Проблема в том, что новый интерфейс больше ориентирован на несложные развлечения и очень сильно завязан на интернет, т. е. при его отсутствии теряет значительную часть своей привлекательности. При любой попытке заняться чем-то серьезным вы неизбежно столкнетесь с необходимостью использовать десктоп. А там проблемы масштабирования интерфейса приложений встают во весь рост.

Проблема практически нивелируется тем, что на экране с этими параметрами достаточно поставить dpi=120. В подавляющем большинстве приложений этого вполне хватает для нормальной работы. Я бы сказал, что за счет более четкой картинки даже мелкие шрифты хорошо читаются. Проблемы начинались у меня только в приложениях, которые не поддерживали масштабирование, и размер шрифтов в их интерфейсах оставался под 96 dpi. Вот там действительно ничего не видно.

Из приложений, так сложилось, я пользовался в основном MS Office и HTML-редактором Dreamweaver CS 5.5. Ситуация с этими приложениями полярная: одно масштабируется просто отлично, второе — отвратительно (впрочем, продукция Adobe вообще славится, скажем так, неоптимальными решениями). Об обнаруженных проблемах мы уже подробно говорили в практическом исследовании (в третьей части). Из других приложений запомнился (и немало забавлял меня) плеер (на той системе был установлен только КMPlayer): масштабироваться его интерфейс отказался, так что настройки и информацию можно было разглядеть только с лупой. Впрочем, с основной своей обязанностью он справлялся.

Сложнее оказалось с интернетом, ибо приходится активно пользоваться масштабированием. Детальное описание работы разных браузеров можно прочитать в четвертой части. Что же касается личных впечатлений, то жест увеличения масштаба становится лучшим другом, быстро осознаешь разницу между масштабированием интерфейса и страницы (и насколько важно и то, и другое), начинаешь различать нюансы в схемах масштабирования различных браузеров… Просмотр страниц с настройками «по умолчанию» на этом экране просто невозможен, поэтому масштабирование придется задействовать обязательно. В результате я очень много стал пользоваться браузером Internet Explorer, который допускает масштабирование и пальцами, и через настройки (причем с разными алгоритмами), это очень удобно. Также отмечу, что ситуация на рынке меняется очень быстро, и любые рассказы о ПО быстро устаревают. Например, при эксплуатации Acer Aspire S7 браузеры вели себя не так, как при тестировании. Просто знайте, что масштабирование вам понадобится обязательно, и то, насколько удобно и качественно оно реализовано, во многом предопределяет выбор браузера.

Итак, если суммировать мои впечатления от использования экрана с высокой плотностью пикселей и небольшой диагональю:

  • В ситуациях, когда приложение адаптировано, вы получаете примерно те же преимущества, что и от использования экрана Retina: более ясную и четкую картинку, более четкие шрифты, меньшую усталость глаз.
  • Для нового интерфейса Windows 8 и большинства приложений под него разрешение Full HD на экране с диагональю 11,6 дюйма не увеличивает доступное экранное пространство для размещения информации — оно остается таким же, как в случае разрешения 1366×768. Увеличивается качество отображения элементов на экране. Количество информации, скорее, зависит от физического размера экрана, а не от его разрешения.
  • На традиционном десктопе по умолчанию вы получаете очень-очень мелкий (практически нечитаемый) интерфейс системы и приложений при масштабе 100%, что крайне неудобно. Зато у вас появляется возможность настроить масштаб интерфейса системы и приложений под себя, ориентируясь на свои потребности и свои особенности зрения.
  • Большинству пользователей, как мне кажется, будет достаточно компромиссного варианта 120 dpi.
  • Правильность масштабирования приложений в подавляющем большинстве случаев зависит от разработчиков.
  • Следует учитывать, что если для работы на традиционном десктопе вы пользуетесь какими-то специфическими приложениями, не относящимися к мейнстриму, то есть очень большой шанс, что программисты проигнорировали требования к поддержке масштабирования, и при попытке выставить комфортный для глаз размер элементов и шрифтов ситуация не улучшится, а ухудшится. Поэтому стоит заранее проверить способность таких приложений к масштабированию.

Выводы

Итак, давайте уже наконец переходить к тем выводам, которые можно сделать на основе изложенной в нашем исследовании информации. Самый общий вывод, который можно сделать: сейчас идет очень интересный процесс. Фактически получается, что постепенно отмирают понятия, параметры и характеристики, которые мы привыкли воспринимать как базовые на протяжении более чем 30 лет развития индустрии персональных компьютеров.

Мне кажется, что в значительной степени это стало результатом развития рынка мобильных устройств. Лидеры индустрии ПК в свое время не смогли — точнее, не захотели — возглавить процесс в силу косности и инерции, благодаря чему рынок мобильных ОС формировался отдельно и независимо, во многом в качестве альтернативы современному рынку ПК. Так что на нем были воплощены и обкатаны многие идеи, гораздо лучше подходящие современному рынку, чем старая парадигма персонального компьютера. Сейчас лучшие находки оттуда начинают попадать и в ПК, ломая десятилетиями формировавшиеся стереотипы. Давайте посмотрим, какие перемены идут сейчас и какие нам стоит ожидать в ближайшем будущем.

В первую очередь — свое значение потеряет пиксель.

И никаких больше пикселей

Если вдуматься, то пиксель до сих пор является одной из базовых величин, от которых мы отсчитываем размеры элементов интерфейса. Для традиционных экранов ПК пиксель — это тот атом, минимальная единица для вывода изображения, на базе которой строится всё остальное. Плюс, точность позиционирования мыши достаточна, чтобы указать на конкретный пиксель. Наконец, пиксель является отличным базовым элементом и для построения элементов традиционного интерфейса: им может определяться толщина линий и рамок, габариты окна, поля ввода, колонки текста и пр. Наконец, в пикселях указывается размер большинства графических элементов: фона, логотипов, графики, фотографий и пр.

Однако указание размера в пикселях — и есть самая жесткая привязка к «оригинальному» размеру, разрешению, масштабу. Эта привязка выглядит вполне логичной до тех пор, пока вы уверены, что отрисованный в пикселях элемент (тот же спрайт) будет примерно одинаково выглядеть на любом доступном экране. В ситуации, когда плотность пикселей на единицу площади экрана становится произвольной величиной, варьирующейся в широких пределах, от привязки размера интерфейса напрямую к пикселю необходимо избавиться.

Однако легко сказать «избавиться»: мозги большинства современных разработчиков тоже «отформатированы» старой школой, и они тоже воспринимают пиксель как меру всему (разработчики для настольных систем — уж точно). Поэтому велик соблазн сначала нарисовать интерфейс под «масштаб 100%» с определенными параметрами в пикселях, а уже после этого думать, как он будет масштабироваться. Но это неправильный подход — как технически (легко ошибиться и что-то не будет нормально масштабироваться), так и концептуально. Грубо говоря, кнопки в интерфейсе и для 13-дюймового экрана ноутбука, и для 27-дюймового моноблока должны быть одинакового физического размера. При этом другие элементы лучше растягивать, т. е. на большом экране они будут выглядеть больше. Если об этом не думать изначально, то интерфейс при смене масштаба обязательно где-то будет портиться. Возможность отображения в произвольном масштабе должна быть базовым принципом формирования интерфейса, а не нашлепкой на финальном этапе.

Наша старая добрая логика уже готова подсказать нам решение: надо всего лишь создать единую точку отсчета для всех элементов интерфейса, признаваемую и используемую всеми участниками рынка. И тогда элементы интерфейса (в первую очередь, шрифты) всегда будут комфортного размера. Логично, правда? И просто. Проблема в том, что этот параметр у нас уже был, и назывался он dpi…

Однако dpi не только не уменьшил путаницу в интерфейсах, а увеличил ее. Поэтому dpi тоже должен (даже, можно сказать, «обязан») перестать восприниматься как базовый параметр, от которого считается всё остальное. Нет, он может сохранить свое значение в системе (например, при выводе на печать), но разработчики больше не имеют права опираться на него при создании приложений.

У проблемы «жесткого указания масштаба» есть еще одна старая причина. Если вдуматься, то использование dpi, построение интерфейсов в пикселях, 100-процентный масштаб — это костыли, намеренные упрощения, которые в свое время позволяли нам экономить вычислительные ресурсы компьютера: ему не надо было заниматься сложными расчетами для формирования картинки, нужно было просто «рисовать, как приказано» — а это гораздо проще. При слабых компьютерах нам приходилось с этим считаться (посмотрите, например, на параметры Windows типа «отключить анимацию для экономии ресурсов компьютера»), но ведь сейчас у нас достаточно ресурсов. Однако многие параметры и принципы до сих пор живы, во многом благодаря инерции.

Поэтому вполне логично, что сейчас идет движение в сторону виртуализации интерфейсов. Цель этого процесса — вообще разорвать связь между программной и аппаратной частью. В мире ПО нет такого понятия, как «пиксель», и интерфейс должен рассчитываться не в пикселях, а в абстрактных линиях и пропорциональных величинах. Это позволит компьютеру легко и просто «собрать» интерфейс приложения для любого монитора. Если мы посмотрим, как развивается платформа Windows в последнее время (создание WDM и т. д.) — то это и есть это направление.

А разрешение станет означать совсем другое

Разговор о мониторах с произвольными параметрами неизбежно приводит нас к следующей важной тенденции: кардинальной смене восприятия такого параметра, как «разрешение монитора».

Традиционно параметр «разрешение экрана» говорил нам, сколько информации поместится на экран. Размеры элементов задавались через dpi, dpi приравнивался к ppi (ну, или, для графики, напрямую в пикселях), соответственно, чем больше разрешение экрана, тем больше элементов на него поместится. Раньше экраны были маленькие и с небольшим разрешением, поэтому любой рост размера или разрешения приносил существенное увеличение удобства работы.

Сегодня разрешение современных настольных мониторов достаточно велико, чтобы можно было не волноваться о каждом пикселе. Да и в ноутбуках ситуация постепенно улучшается. При этом на том же ноутбуке с разрешением экрана 1920×1080 точек придется увеличивать масштаб, и в результате количество информации на экране будет примерно таким же, как при разрешении 1366×768. Вспомните, новый интерфейс Windows показывает шесть вертикальных рядов плиток на 27-дюймовом мониторе и всего лишь три — на ноутбуке, хотя физическое разрешение матрицы у них одинаково.

Таким образом, с отказом от dpi и в ситуации, при которой одно и то же физическое разрешение может быть у экрана с диагональю от 11,6 до 27 дюймов, мы приходим к выводу, что в современных и будущих системах количество информации на экране должно определяться физическим размером экрана, а не его разрешением. Что же до разрешения, то оно станет характеристикой четкости изображения на экране: сам элемент будет того же размера, но в его отрисовке будет принимать участие больше пикселей, что позволит нарисовать его на экране с более высоким качеством. Это уже реализовано в мобильных ОС и Mac OS, сейчас на очереди Microsoft Windows.

Итак, на экранах с высоким PPI (Retina и аналогах) отдельный пиксель утрачивает свое значение не только как элемент интерфейса, но и как физическая единица измерения для экрана. Исходя из этого, можно сделать вывод, что разрешение утратит свою важность при оценке технических характеристик устройства. Оно было важно раньше, когда пиксели на экране были в дефиците. На современных мониторах с высоким PPI вы уже не увидите линию толщиной в один пиксель. Поэтому если плотность пикселей превышает тот предел, когда глаз перестает их различать, то вам будет абсолютно неважно и разрешение, и плотность пикселей. Они уже являются достаточными.

Впрочем, думаю, некоторое время маркетинговое значение этого термина сохранится именно в силу инерции. Этот этап мы наблюдаем сейчас во флагманских смартфонах на Android — производители почему-то взяли на вооружение параметр PPI и постоянно выпускают торжествующие пресс-релизы, что в их новой модели он вырос с 441 до 446. Потрясающе! Через некоторое время, когда пользователи поймут, что это ни на что не влияет, его потихоньку закопают в недрах теххарактеристик устройства, а маркетологи придумают нам другие красивые циферки, например «цветовой охват 98%». Что? Уже используют? Ну вот видите…

Что забавно, развитие в который раз делает полный круг: размер экранных элементов будет привязываться только к физическому размеру, т. е. опять становится соотносимым с бумагой. Однако это не так уж плохо: полиграфия развивается уже очень долго, и за это время были созданы и отработаны до мелочей оптимальные параметры восприятия человеком текстовой и графической информации. А мониторы только сейчас подбираются к печатным шрифтам по четкости отображения.

Заключение

Надеюсь, целых пяти частей исследования было достаточно, чтобы показать: способность масштабирования интерфейса системы и приложений — вовсе не такая простая штука, как кажется. Для современных платформ и решений ситуация выглядит более-менее неплохо. Основные проблемы касаются двух направлений: традиционной платформы (т. е. десктопа) Windows и работы браузеров и веб-сайтов. Причем эти проблемы являются следствием многих лет работы самых разных специалистов, так что не стоит ждать, что проблема будет устранена быстро и безболезненно. Мне лично кажется, что не факт, что ее вообще можно полностью решить.

Гораздо хуже то, что и сейчас очень и очень многие вещи делаются без должной оптимизации, в т. ч. в силу лени и инертности специалистов разработчиков. Конечно, системные алгоритмы масштабирования при правильном использовании способны обеспечить некоторый неплохой уровень комфорта при работе даже с плохо оптимизированными приложениями, но тем не менее.

Что касается интернета, то здесь всё еще хуже, потому что специально оптимизацией пока мало кто занимается, т. е. проблемы с отображением сайтов будут преследовать нас еще долгое время. Более того, даже у браузеров есть серьезные проблемы в этом отношении. Лучше всех выглядит IE, но этот браузер многие не любят. А все остальные браузеры мало того, что не решают проблемы масштабирования сайтов, так еще часто и сами имеют проблемы с масштабированием, свойственные плохо написанному ПО.

Впрочем, это проблемы технические и, если можно так выразиться, из прошлого. Нам же гораздо важнее интереснее посмотреть на те глобальные изменения, которые экраны с высокой плотностью пикселей принесут индустрии в будущем.

На мой взгляд, с широким внедрением мониторов с высокой плотностью пикселей мы получили новую революцию на рынке ПК, а конкретно в сфере вывода изображения для пользователя. И революцией ее стоит называть в первую очередь не из-за тех улучшений в качестве изображения, которые она обеспечит (хотя они действительно гигантские), а из-за тех потрясений и разрушений, которые она приносит.

Разработчикам ПК придется очень много менять в своем восприятии интерфейса. Например, многие вещи, на которые они привыкли опираться как на незыблемые, либо полностью теряют свое значение, либо могут серьезно меняться в зависимости от внешних факторов. Придется по-другому продумывать и весь процесс создания интерфейса: для корректного масштабирования необходимо думать об этом при создании приложения и интерфейса, а не на финальном этапе. Всё это ставит перед разработчиками много новых задач и требует от них существенно бо́льших усилий.

Тем не менее, через несколько лет, наполненных сложностями, патчами и руганью с техподдержкой, разработчики изучат новые возможности и инструменты, а пользователи, наконец, получат более красивые и современные интерфейсы.




Дополнительно

400 Bad Request

Bad Request

Your browser sent a request that this server could not understand.
Request header field is missing ':' separator.

выводы — смерть пикселя и разрешения экрана как определяющих параметров&foru

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.