在工業(yè)軟件的漫長(zhǎng)發(fā)展史中，用戶界面的演變一直是提高工作效率和用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵。從早期的命令行操作到圖形用戶界面（GUI）的興起，再到菜單欄與工具欄的相愛(ài)相殺，每一次變革都深刻影響著我們與軟件的互動(dòng)方式。
上一篇，筆者介紹了工業(yè)軟件中的模型結(jié)構(gòu)樹(shù)，模型樹(shù)是用來(lái)組織和管理數(shù)據(jù)的。工業(yè)軟件中除了數(shù)據(jù)，還有對(duì)這些數(shù)據(jù)對(duì)象執(zhí)行操作的大量命令。
在圖形用戶界面（GUI）還沒(méi)有出現(xiàn)的年代，工業(yè)軟件主要用光筆和命令行進(jìn)行操作，CAD用光筆在屏幕上畫(huà)出點(diǎn)線面、CAE用命令行請(qǐng)求求解計(jì)算。
SketchPad
后來(lái)，施樂(lè)公司在1973年第一次推出了Alto電腦，并展示了他們的GUI。GUI的出現(xiàn)給了喬布斯很大的啟發(fā)，因此Apple在1983年推出了AppleLisa電腦。微軟也緊隨其后，在1985年推出了第一代Windows系統(tǒng)。個(gè)人電腦的出現(xiàn)也帶動(dòng)了辦公軟件的普及。
施樂(lè)公司推出的Alto電腦
GUI的出現(xiàn)，將抽象的命令行變成了可以點(diǎn)擊的文本選項(xiàng)。
而隨著系統(tǒng)的快速發(fā)展，很快開(kāi)發(fā)人員發(fā)現(xiàn)界面不夠用了。于是“菜單”出現(xiàn)了，菜單項(xiàng)大多集中于窗口頂部，點(diǎn)擊后出現(xiàn)下拉列表，將原來(lái)的文本項(xiàng)分門(mén)別類的置于這些下拉列表中，增加了軟件的功能可擴(kuò)展性。
隨著時(shí)間流逝，新的功能越來(lái)越多，用戶們發(fā)現(xiàn)菜單項(xiàng)里的命令總是需要點(diǎn)擊兩次才能找到，而且不能直接看到，因此總是忘了命令在哪個(gè)菜單欄下。因此，1980年代工具欄開(kāi)始被使用。工具欄把命令從文字選項(xiàng)變成了一個(gè)個(gè)整齊排列的小圖標(biāo)，放在用戶觸手可及的位置。用戶還可以自定義這些工具欄，把他們變成自己的小助手。
就這樣菜單欄和工具欄相互配合了多年，被無(wú)數(shù)軟件使用，造就了一個(gè)個(gè)經(jīng)典界面。
直到某一天，工具欄開(kāi)始泛濫，幾乎包圍了軟件的上下左右。菜單欄也不再整潔，多級(jí)菜單層層嵌套，用戶找一個(gè)命令宛如進(jìn)入一個(gè)迷宮。設(shè)計(jì)專家們提出設(shè)計(jì)要求：菜單最多兩層?？上е螛?biāo)不治本，層級(jí)少了就只能加長(zhǎng)列表了，而太長(zhǎng)的列表會(huì)擋住操作界面，于是又有天才設(shè)計(jì)出了自適應(yīng)菜單，只有點(diǎn)擊展開(kāi)才能看到下面。微軟的專家們?cè)O(shè)計(jì)出任務(wù)窗格，將一些功能放到了側(cè)面的矩形窗格中，這在一定程度上奏效了，可是這樣零零散散地命令分布又令一些用戶找不到任務(wù)窗格里的功能。
不僅僅是用戶感覺(jué)不爽，開(kāi)發(fā)者們看到自己辛苦開(kāi)發(fā)的功能被置于菜單欄里無(wú)人問(wèn)津的角落時(shí)，也感到心酸。有些用戶因?yàn)椴涣私猓踔磷约憾伍_(kāi)發(fā)了一個(gè)相同的功能。
這就像我們新買(mǎi)的小房子，一開(kāi)始東西不多，我們把零零碎碎的東西放在地上、窗臺(tái)上，看著都不礙事。而當(dāng)東西越來(lái)越多，我們開(kāi)始買(mǎi)衣柜、床頭柜、櫥柜來(lái)分裝我們的衣食住行用品。而后發(fā)現(xiàn)指甲刀、剪子或者衛(wèi)生紙經(jīng)常要用，放在柜子里每次拿都很麻煩，因此我們?cè)趬ι险沉藥讉€(gè)鉤子，在門(mén)口立了一個(gè)衣架，把常用物品掛在方便拿的地方。東西還是越來(lái)越多，柜子里的東西已經(jīng)不能隨便放了，不然很容易弄亂，于是又用收納盒把東西分門(mén)別類的放好，冬季的衣服和夏天的衣服分開(kāi)放置。柜子越來(lái)越滿，墻上已經(jīng)打滿了柜子，粘鉤也已經(jīng)掛的到處都是，雖然都是按照規(guī)矩分布，可是屋子里還是越來(lái)越擠，從二人世界變成三口之家以后，物品倍增。
終于，當(dāng)飯桌下面都放滿了裝東西的紙箱（而你又買(mǎi)不起三室兩廳的大房子并且你無(wú)法斷舍離)時(shí)，這種日子已經(jīng)到了極限。你只能求助于“魔法柜子”了（原諒我想象力有限找不到實(shí)物對(duì)應(yīng)）
“魔法柜子”是一個(gè)可以根據(jù)需要切換里面物品的柜子，當(dāng)你需要衣服時(shí)，它里面會(huì)存放你所有的衣服。當(dāng)你需要剪刀時(shí)，它里面又展示出你所有的工具。在量子力學(xué)還沒(méi)什么突破的現(xiàn)實(shí)世界，這種柜子似乎造不出來(lái)。不過(guò)在虛擬世界可不一定。
Ribbon就是微軟給出的“魔法柜子”，在微軟Office2007版本中首次亮相，結(jié)束了菜單欄和工具欄分而治之的歷史，而是將其合二為一，通過(guò)選項(xiàng)卡和命令組管理命令，所有深藏不露的功能都有了亮相的機(jī)會(huì)，命令也根據(jù)使用頻率調(diào)整為不同的大小，可以配合完成同一項(xiàng)任務(wù)的命令被組織到了一起。每個(gè)選項(xiàng)卡都是一種“柜子”，里面的工具再也不用被塞到柜子最深處，而是被分門(mén)別類地放在了架子上。
站在操作系統(tǒng)的肩膀上，工業(yè)軟件也一直追隨著微軟的步伐。作為用戶量最大的辦公軟件，Office的設(shè)計(jì)風(fēng)格一直引領(lǐng)著工業(yè)軟件的變革，Ribbon推出后雖飽受爭(zhēng)議，但AutoCAD、Solidworks等軟件仍緊隨其后，Solidworks2008版加入Ribbon、AutoCAD2009加入Ribbon，Inventor在2010年步入此列，Creo1.0、UG NX10也陸續(xù)加入陣營(yíng)。
Solidworks2008
相比于CAD的步步緊跟，CAE的幾位大哥顯得更加沉穩(wěn)，Ansys在2019R2的版本中才開(kāi)始采用Ribbon，前處理之光Hypermesh也是在2019年擁抱了Ribbon，Abaqus至今也沒(méi)有換成Ribbon，還是傳統(tǒng)的菜單欄加工具欄的組合。
Ansys2019R3
盡管習(xí)慣了經(jīng)典界面的老用戶們對(duì)Ribbon界面吐嘈聲不斷，但是各大玩家們依然陸續(xù)選擇了Ribbon來(lái)管理繁雜的命令。許多軟件提供了恢復(fù)到經(jīng)典界面的選項(xiàng)以供過(guò)渡，但是往往過(guò)幾個(gè)版本以后就不會(huì)再提供這種功能。
Ribbon的出現(xiàn)解決了一部分問(wèn)題，但是也帶來(lái)一些質(zhì)疑，比如有人說(shuō)原來(lái)點(diǎn)一次就行的命令現(xiàn)在需要點(diǎn)兩次，有人說(shuō)Ribbon占用了垂直空間，更多質(zhì)疑來(lái)自習(xí)慣傳統(tǒng)界面的老用戶，主要是他們找不到原來(lái)的功能在哪里了。
各大軟件廠商在演進(jìn)到Ribbon界面的基礎(chǔ)上，也各顯神通，為了滿足新老用戶的需求，使用戶能夠快速找到目標(biāo)命令，設(shè)計(jì)了許多實(shí)用的功能。
經(jīng)過(guò)調(diào)研，目前大部分工業(yè)軟件中承載命令的容器無(wú)外乎以上幾種，設(shè)計(jì)師們將命令工具分門(mén)別類地安置于這些容器中，以便用戶能夠快速找到他們。
下面，看下各大工業(yè)軟件在此基礎(chǔ)上都有哪些組織和管理命令的好辦法。
AutoCAD
UGNX
Solidworks
Creo
Hyperworks
Ansys
幾家工業(yè)軟件都和微軟Office對(duì)齊，均提供Ribbon和快速訪問(wèn)工具欄，并將幫助中心、命令搜索欄等置于頂部右側(cè)。
與Office不同的是，這幾款工業(yè)軟件中對(duì)于Ribbon的可自定義程度較高，不僅可以增減每個(gè)選項(xiàng)卡中的命令，定義每個(gè)命令放置的位置，還可以調(diào)節(jié)命令圖標(biāo)大小、隱藏文本標(biāo)簽、隱藏功能說(shuō)明中的動(dòng)畫(huà)、將選項(xiàng)卡像工具欄一樣取消停靠等。
幾款軟件都把選擇、瀏覽、顯示等與3D對(duì)象關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的命令放置于離圖形窗口最近的快捷圖形工具欄中，便于用戶鼠標(biāo)不離開(kāi)圖形窗口就可以執(zhí)行命令。
上下文工具欄是根據(jù)選擇的對(duì)象類型不同，在鼠標(biāo)位置浮現(xiàn)的小工具欄。如下圖所示，無(wú)論在圖形窗口還是模型樹(shù)中選中一個(gè)對(duì)象，都會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的工具欄。上下文菜單也是一樣，一般通過(guò)右鍵彈出菜單，也會(huì)根據(jù)選擇對(duì)象的不同而有差異。
幾款軟件均可以自定義每個(gè)上下文工具欄中的命令、圖標(biāo)順序、窗口形狀，也可以自定義上下文菜單中的菜單項(xiàng)。
AutoCAD相比于其他幾款軟件，最有特色的就是它底部的命令窗口，這是它從初代版本一直沿用至今的功能，是許多高級(jí)用戶心里的“白月光”。
通過(guò)鍵盤(pán)輸入命令，會(huì)給予提示，可以執(zhí)行所有命令，并可以在框中直接輸入相關(guān)參數(shù)。對(duì)于長(zhǎng)期用戶來(lái)說(shuō)，這種操作方式非?？旖?，當(dāng)然學(xué)習(xí)難度也比較高。
Solidworks可謂既要又要的典范，不僅有Ribbon統(tǒng)領(lǐng)全局，還保留了工具欄和菜單欄這兩個(gè)左膀右臂。
其中菜單欄置于窗口最頂部，仍舊是曾經(jīng)的模樣。工具欄除了默認(rèn)保留的快速訪問(wèn)工具欄外，還有各種類型的工具欄作為補(bǔ)充。這些工具欄很靈活，加載后可以?？吭谒闹?，也可以放置在任意位置。
Creo的工作區(qū)可自定義程度沒(méi)有SW和UG那么靈活，不過(guò)也夠用了。比較有特點(diǎn)的是Creo在執(zhí)行命令需要設(shè)置參數(shù)時(shí)，參數(shù)面板是以上下文選項(xiàng)卡的形式彈出的。
之前的幾篇產(chǎn)品分析中一直忽略了UG，實(shí)際上UG是一個(gè)非常強(qiáng)大且靈活的軟件。UG在細(xì)節(jié)上并不輸給SW，除了Ribbon以外，UG也保留了菜單，不過(guò)并不是傳統(tǒng)的主菜單，而是工具欄中一個(gè)帶下拉列表的按鈕。
UG的圖形窗口四周，隱藏著一圈可以放置命令的邊框條，除了上邊框條默認(rèn)有命令按鈕外，其它三個(gè)均由用戶自定義添加。用戶可以重復(fù)添加，將同樣的功能同時(shí)放置在四個(gè)工具條上。
UG還有個(gè)很有意思的圓盤(pán)工具欄，狀似圓盤(pán)，最多放置八個(gè)命令，可自定義更改，操作時(shí)是Ctrl+shift+鼠標(biāo)上的三個(gè)鍵，分別對(duì)應(yīng)三個(gè)不同的圓盤(pán)工具欄。
除此之外，UG采用了大量的彈出式對(duì)話框來(lái)儲(chǔ)存命令，這些對(duì)話框與執(zhí)行的命令相關(guān)，相當(dāng)于SW中的屬性面板、Creo中的上下文選項(xiàng)卡，總之都是設(shè)置參數(shù)的地方。
因?yàn)槲也皇欠抡婀こ處?，因此以前看到別人用hypermesh時(shí)，總會(huì)對(duì)它底部像儀表盤(pán)一樣的操作面板嗤之以鼻，認(rèn)為Altair也是個(gè)直男公司。直到我調(diào)研了改版后的Hyperworks，發(fā)現(xiàn)它的界面很漂亮，用戶體驗(yàn)也很友好。相比于其他軟件，HW有著超大號(hào)的圖標(biāo)，看起來(lái)比小圖標(biāo)更清晰，當(dāng)然代價(jià)是Ribbon上的選項(xiàng)卡很多。
HW甚至做到了“一魚(yú)多吃”，即一個(gè)大圖標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)多種功能，這種設(shè)計(jì)在工業(yè)軟件中還很少見(jiàn)。
當(dāng)然，hypermesh底部特色的操作面板仍然保留著，與漂亮的Ribbon共存，相關(guān)的參數(shù)設(shè)置等操作也在底部設(shè)置。這部分的設(shè)計(jì)對(duì)于一個(gè)初學(xué)者來(lái)說(shuō)不太友好，因?yàn)闄M向布置的各類參數(shù)設(shè)置控件看起來(lái)有點(diǎn)混亂，不仔細(xì)看的話區(qū)分不出這些控件之間的界限。
HW還有控制臺(tái)，可以輸入Tcl/Tk腳本執(zhí)行命令，這里我默認(rèn)需要輸入腳本的功能都比較適合高級(jí)用戶。
Ansysworkbench 自打2019年推出了Ribbon界面后，易用性廣受好評(píng)，據(jù)說(shuō)對(duì)仿真一無(wú)所知的人也能搞出個(gè)云圖出來(lái)。相比于APDL陳舊的界面，新版的Ansys界面對(duì)于新手用戶友好許多。
Ansys沒(méi)有提供浮在鼠標(biāo)位置的上下文工具欄，而是把Ribbon中第二個(gè)選項(xiàng)卡的位置（位置可以修改），放置了一個(gè)上下文選項(xiàng)卡，這樣只要用戶選中一個(gè)對(duì)象，上下文選項(xiàng)卡就會(huì)顯示與該對(duì)象或命令相關(guān)的操作按鈕。
除了Ribbon，Ansys用模型樹(shù)和右鍵菜單的組合拳也打出了不錯(cuò)的效果，Ansys模型樹(shù)的節(jié)點(diǎn)就是按照工作流程從上到下的，選中節(jié)點(diǎn)后右鍵菜單中幾乎有所有相關(guān)的命令。
至于參數(shù)設(shè)置，在Ansys中是在詳細(xì)信息窗口中完成的，不同于Creo彈出的選項(xiàng)卡，UG各種各樣的彈窗，也不同于Hypermesh橫置的操作面板，Ansys的詳細(xì)信息窗口是一個(gè)縱向列表的固定窗口，命令間的界限十分清晰。并且只有選中時(shí)才會(huì)出現(xiàn)控件，比如復(fù)選框、下拉列表、確認(rèn)取消按鈕等。CAE軟件中各種參數(shù)設(shè)置還是比較多的，這部分命令這樣設(shè)計(jì)雖然看著死板但是很清晰。
本篇文章本來(lái)沒(méi)打算分析這么多軟件，不過(guò)越調(diào)研越發(fā)現(xiàn)各家公司的“大同小異”，為了尋找它們的差異一下子寫(xiě)了6個(gè)。順便也把整個(gè)GUI的發(fā)展歷史回顧了一遍，受益匪淺。工業(yè)軟件數(shù)量很多，功能都很龐大，筆者也缺乏足夠的時(shí)間把每個(gè)軟件都體驗(yàn)一遍，因此在分析時(shí)不免有偏頗之處，還請(qǐng)大家多指正。巨頭軟件的用戶體驗(yàn)其實(shí)不一定比冷門(mén)小公司做的好，如果大家有覺(jué)得體驗(yàn)不錯(cuò)的工業(yè)軟件，也可以評(píng)論區(qū)補(bǔ)充。
作者：石寒，公眾號(hào)：工業(yè)軟件產(chǎn)品分析
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