سطح المكتب الافتراضي

صُممت أجهزة سطح المكتب القابلة للتبديل ونُفذت في مركز أبحاث زيروكس بارك تحت اسم "الغرف" بواسطة أوستن هندرسون وستيوارت كارد في عام 1986 ^{[ 1 ]} ، وكانت (دون علم المؤلفين حتى نشرها) مشابهة من حيث المفهوم لعمل سابق لباتريك بيتر تشان في عام 1984. وقد غطى هذا العمل براءة اختراع أمريكية. ^{[ 2 ]}

قدّم توم لاسترانج مفهوم أسطح المكتب القابلة للتبديل لجمهور أوسع بكثير في برنامج إدارة النوافذ Solbourne ( swm ) لنظام X Window System عام 1989. (كانت "Virtual Desktop" في الأصل علامة تجارية مسجلة لشركة Solbourne Computer ). ^{[ 3 ]} بدلاً من وضع نوافذ التطبيقات قيد التشغيل في إحداثيات (س، ص) على شاشة الكمبيوتر، يتم وضعها في هذه الإحداثيات ضمن "سياق" سطح مكتب افتراضي محدد. ولا يمكن للمستخدم الوصول إليها إلا إذا كان هذا السياق مُفعّلاً. يوفر سطح المكتب القابل للتبديل نافذةً تتيح للمستخدم التنقل بين "السياقات"، أو صفحات مساحة الشاشة، حيث لا يمكن عرض سوى صفحة واحدة منها على شاشة الكمبيوتر في أي وقت. وتوفر العديد من برامج إدارة النوافذ X أسطح مكتب قابلة للتبديل.

لا توفر أنواع أخرى من بيئات سطح المكتب الافتراضية شاشات افتراضية منفصلة، ​​بل تتيح إمكانية تحريك سطح مكتب أكبر من قدرة الأجهزة المتاحة على عرضه. تُعرف هذه الميزة أحيانًا باسم تحريك أو تمرير أسطح المكتب أو منفذ العرض. على سبيل المثال، إذا كانت دقة بطاقة الرسومات القصوى أعلى من دقة شاشة العرض، فقد يسمح مدير سطح المكتب الافتراضي بوضع النوافذ "خارج" حافة الشاشة. يمكن للمستخدم حينها التمرير إليها بتحريك مؤشر الماوس إلى حافة الشاشة. يُطلق على الجزء المرئي من الشاشة الافتراضية الأكبر اسم منفذ العرض .

كانت منصة Amiga 1000، التي صدرت عام 1985، أول منصة تُطبّق ميزة عرض شاشات متعددة على سطح المكتب كخاصية برمجية. دعمت جميع أجهزة Amiga عرض شاشات متعددة في الذاكرة بشكل متزامن باستخدام معالج الرسومات المساعد، المعروف باسم "Copper". كان Copper معالجًا بسيطًا ينتظر موضع الشاشة ويكتب في سجلات الجهاز. باستخدام واجهة المستخدم الرسومية المُطبّقة في واجهات برمجة تطبيقات ذاكرة القراءة فقط (ROM)، يمكن للبرامج عرض شاشات مستقلة متعددة بسلاسة، من ذاكرة غير متجاورة، دون الحاجة إلى نقل الذاكرة. لا يستخدم هذا التمرير القائم على الجهاز تقنية blitting، بل ما يُشبه ما يُسمى أحيانًا بتحريك الجهاز. يتم ببساطة إخبار مخرج الفيديو (مرة واحدة أو عدة مرات) بمكان العرض (خط المسح) ومن أي عنوان ذاكرة للشاشة . يمكن نقل الشاشة إلى أي موضع، أو عرض أي جزء منها، عن طريق تعديل موضع الانتظار أو موضع الجلب، والذي عادةً ما يكون قيمة بايت واحد. كان من الضروري فرز قائمة Copperlist حسب موضع الانتظار الرأسي والأفقي لكي تعمل. ملاحظة: راجع الرابط http://www.faqs.org/faqs/amiga/books/ للاطلاع على قائمة المواد المرجعية.

يمكن لكل سطح مكتب أو "شاشة" أن يمتلك عمق ألوان (عدد الألوان المتاحة) ودقة عرض خاصة به، بما في ذلك استخدام تقنية التداخل. ويمكن لمعالج العرض ("بطاقة الرسومات" في الحاسوب الشخصي) التبديل بين أوضاع سطح المكتب هذه أثناء التشغيل، وأثناء رسم شاشة واحدة، عادةً بخطوط عمقها ثلاثة بكسلات بين كل سطح مكتب معروض على الشاشة. مع ذلك، إذا تم عرض سطح مكتب واحد متداخل (يُظهر وميضًا)، فستتأثر جميع أسطح المكتب المعروضة على الشاشة بشكل مماثل.

وقد سمح هذا أيضًا لنظام التشغيل بدمج تطبيقات "ملء الشاشة" وتطبيقات "سطح المكتب" ذات النوافذ بسلاسة في بيئة واحدة.

استخدمت بعض البرامج، مثل برنامج VWorlds ^{[ 4 ]} (وهو برنامج محاكاة لعلم الفلك)، ميزة تعدد أسطح المكتب لعرض مجموعة من عناصر التحكم فوق شاشة العرض الرئيسية. ويمكن سحب عناصر التحكم لأعلى ولأسفل لإظهار جزء أكبر أو أصغر من الشاشة الرئيسية.

تستخدم معظم أنظمة يونكس والأنظمة الشبيهة بها إما نظام نوافذ X أو بروتوكول Wayland لتوفير بيئة النوافذ، وقد أصبح الأخير أكثر شيوعًا في الأنظمة المبنية على لينكس منذ أوائل العقد الثالث من القرن الحادي والعشرين. تتميز هذه الأنظمة بأن عملية تزيين النوافذ ووضعها وإدارتها تتم بواسطة برنامج منفصل قابل للاستبدال يُعرف باسم مدير النوافذ في نظام X أو برنامج التركيب في نظام Wayland. وقد أتاح هذا الفصل للمطورين الخارجيين إمكانية إضافة العديد من ميزات مدير النوافذ المختلفة، مما أدى إلى التطوير المبكر لإمكانيات سطح المكتب الافتراضي في نظام X. كان vtwm أول تطبيق لأسطح المكتب الافتراضية في يونكس عام 1990. وكان برنامج Panorama من شركة IXI Limited مثالًا مبكرًا على منتج تجاري لسطح المكتب الافتراضي في يونكس. ^{[ 5 ]} وتتضمن العديد من مديري نوافذ X وبرامج تركيب Wayland الحالية إمكانيات سطح المكتب الافتراضي.

تتراوح إعدادات بيئات سطح المكتب الافتراضية من سطحَي مكتب افتراضيين فقط إلى مئات الأسطح. تستخدم بيئتا سطح المكتب الأكثر شيوعًا ، جنوم وكيدي ، أسطح مكتب افتراضية متعددة تُسمى مساحات العمل . قد يكون عددها ثابتًا أو يتم إنشاؤها تلقائيًا عند إضافة المستخدمين إليها. توفر بعض برامج إدارة النوافذ، مثل FVWM ، "أسطحًا" منفصلة تُمكّن المستخدم من تنظيم التطبيقات بشكل أدق. على سبيل المثال، قد يمتلك المستخدم سطحَي مكتب منفصلين، أحدهما بعنوان "العمل" والآخر "المنزل"، مع تشغيل البرامج نفسها على كليهما، ولكن بوظائف مختلفة. تدعم بعض برامج إدارة النوافذ، مثل dwm و Sawfish، خاصية "الوسم" (أو قواعد النوافذ في كيدي)، حيث يمكن ضبط التطبيقات بحيث تُشغّل دائمًا على سطح مكتب وشاشة وموقع محددين، مما يدعم التنظيم التلقائي والتنقل السلس.

• 
  يدعم نظام Kubuntu 21.04 ( KDE Plasma 5 ) شاشات متعددة وترتيب أسطح مكتب افتراضية. يتميز تصميم الشبكة (Grid) بإمكانية تخصيصه بشكل كبير. عادةً ما يتم التنقل باستخدام فأرة الحاسوب أو مفاتيح الأسهم. يُعد مدير النوافذ المركبة (Compositing Window Manager ) البرنامج المسؤول عن هذا النوع من التأثيرات في أنظمة Linux.

تضمن نظام التشغيل OS/2 الخاص بأجهزة الكمبيوتر الشخصية من IBM ميزة تعدد أسطح المكتب (حتى 4 أسطح مكتب افتراضية) في إصدار OS/2 Warp 4 عام 1996. وقد وفر مشروع XWorkplace مفتوح المصدر هذه الميزة أيضًا، مع دعم يصل إلى 100 سطح مكتب افتراضي. ويُعدّ XWorkplace جزءًا من توزيعة ArcaOS لنظام التشغيل OS/2. ^{[ 6 ]}

يوفر نظاما التشغيل ويندوز 10 و 11 أسطح مكتب افتراضية من خلال نظام يُعرف باسم " عرض المهام ". ^{[ 7 ] [ 8 ]}

قبل نظام التشغيل ويندوز 10، لم تكن مايكروسوفت ويندوز تدعم أسطح المكتب الافتراضية بشكلٍ أصلي وسهل الاستخدام. توجد في بنية ويندوز عناصر تُعرف باسم "عناصر سطح المكتب" تُستخدم لإنشاء شاشات منفصلة لتسجيل الدخول وتسلسل سطح المكتب الآمن ( Ctrl++AltDelete ). لا توجد طريقة أصلية وسهلة للمستخدمين لإنشاء أسطح مكتب خاصة بهم أو إضافة البرامج إليها. ^{[ 9 ]} مع ذلك، توجد العديد من منتجات الطرف الثالث (مثل  VirtuaWin و Dexpot وغيرها) وبعض منتجات مايكروسوفت المدعومة جزئيًا التي تدعم أسطح المكتب الافتراضية بدرجات متفاوتة من الاكتمال.

تُقدّم مايكروسوفت أداةً تُسمى "Desktops" تُمكّن مُستخدمي أنظمة التشغيل Windows Vista أو Windows Server 2008 أو أحدث من تشغيل التطبيقات على ما يصل إلى 4 أسطح مكتب افتراضية. وعلى عكس مُعظم حلول أسطح المكتب الافتراضية الأخرى لنظام Windows، تستخدم هذه الأداة "كائنات سطح المكتب" الأصلية، كما ذُكر سابقًا. ولهذا السبب، لا تُتيح إمكانية نقل البرامج بين أسطح المكتب، أو حتى إيقاف استخدام أسطح المكتب الافتراضية تمامًا، إلا بتسجيل الخروج، ^{[ 10 ]} كما أن ميزة Windows Aero تعمل فقط على كائن سطح المكتب الرئيسي.

سبق أن وفرت مايكروسوفت أداة Virtual Desktop PowerToy لنظام التشغيل ويندوز إكس بي، والتي تحاكي العديد من أسطح المكتب باستخدام الطريقة الشائعة لإخفاء وإظهار النوافذ في مجموعات، حيث تمثل كل مجموعة سطح مكتب مختلف. مع ذلك، فإن الوظائف التي توفرها هذه الأداة أقل شمولاً من العديد من حلول أسطح المكتب الافتراضية الأخرى (على سبيل المثال  ، الحفاظ على نافذة في سطح مكتب معين حتى عند وميض زر شريط التطبيقات الخاص بها، وما إلى ذلك). وكما هو الحال مع جميع أدوات أسطح المكتب الافتراضية التي تعمل عن طريق إخفاء وإظهار النوافذ، فإن مشاكل توافق التطبيقات شائعة، لأن مطوري التطبيقات لا يتوقعون استخدام أسطح المكتب الافتراضية على منصة ويندوز.

تاريخياً، كانت البرامج المرفقة مع بعض برامج تشغيل بطاقات الفيديو توفر وظائف سطح المكتب الافتراضي، كما هو الحال في منتج nView من Nvidia (تم إيقاف هذا المنتج لمستخدمي بطاقات GeForce منذ نظام Vista). وتقدم بعض هذه البرامج ميزات جذابة بصرياً مشابهة لتلك المتوفرة في برنامج Compiz .

تدعم العديد من بدائل واجهة سطح المكتب لنظام التشغيل Windows، بما في ذلك LiteStep و Emerge Desktop وغيرها، أسطح المكتب الافتراضية عبر وحدات اختيارية.

في نظام التشغيل ماك الكلاسيكي ، أُتيحت ميزة التمرير على أسطح المكتب لمستخدمي ماكنتوش عبر إضافة خارجية تُدعى Stepping Out، أنشأها ويس بويد (مؤسس شركة بيركلي سيستمز لاحقًا ) عام ١٩٨٦. وقد دمجت آبل شفرة هذه الإضافة في إصدار لاحق من نظام ماك، مع إزالة خاصية إنشاء أسطح مكتب افتراضية أكبر من الشاشة. واستُخدمت الشفرة بدلًا من ذلك لمساعدة ضعاف البصر على تكبير أجزاء من سطح المكتب وعرضها كصور أكبر وأسهل تمييزًا.

على الرغم من اعتماد نظام macOS على نظام يونكس، إلا أنه لا يستخدم نظام X Window لواجهة المستخدم الرسومية، ولم تكن الإصدارات الأولى منه تدعم أسطح المكتب الافتراضية. ابتداءً من نظام Mac OS X 10.5 Leopard في أواخر عام 2007، أصبح نظام macOS مزودًا بدعم أصلي لأسطح المكتب الافتراضية، يُسمى Spaces ، والذي يسمح بإنشاء ما يصل إلى 16 سطح مكتب افتراضي. ويتيح هذا للمستخدم ربط التطبيقات بمساحة محددة. ابتداءً من نظام OS X 10.7 Lion ، نُقلت هذه الوظيفة إلى Mission Control .

تضمن نظام التشغيل BeOS تطبيقًا لأجهزة سطح المكتب الافتراضية يسمى "مساحات العمل". وكان يدعم ما يصل إلى 32 مساحة عمل مختلفة.