在浏览器中重现 MacPaint：1984 年的源代码就是规范

PixelPaint 是对 MacPaint 1.3 的可用重现，可在浏览器中通过 /paint 运行。它逐项对照 Bill Atkinson 的原始 Pascal 源代码验证了每一项行为——而这份源代码，由计算机历史博物馆（Computer History Museum）于 2010 年公开。双击橡皮擦，它会擦除整个窗口，然后把您先前使用的工具交还回来，因为这正是 ChooseTool 在 MacPaint.p 第 3651 行所做的事。 {.answer-block}

2010 年，计算机历史博物馆经苹果许可，公开了 MacPaint 1.3 的源代码——正是 Bill Atkinson 随初代 Macintosh 于 1984 年 1 月一同发布的那款应用。¹ 这次公开在博物馆的馆藏目录中登记为藏品编号 102658076。² 在我的机器上，MacPaint.p 有 5,804 行 Apple Pascal 代码，PaintAsm.a 则是 2,738 行 68000 汇编代码。Pascal 文件的第 3 行，全文如下：

{  BitMap Painting Program by Bill Atkinson }

这次公开，改变了衡量一次重现的标准。在此之前，重建 MacPaint 意味着眯着眼盯着截图和模拟器反复猜测；在此之后，则有了确凿的依据。当我决定把 PixelPaint 认真做完时，我立下的规矩很简单：只要答案就摆在一份我能读到的文件里，任何行为就不能靠猜测发布。这份许可是非商业性质的，而这次移植是行为层面的——我阅读 Pascal 代码是为了弄清程序做了什么，然后在 JavaScript 中从零实现，从不逐行翻译代码。

这篇文章要讲的，是这条规矩付出了什么代价，又换来了什么。简而言之：源代码不可或缺，却又不够。程序的行为藏在字里行间——藏在常量里、位掩码里、注释里，藏在一段过程的形态之中——而把它提取出来，是考古，不是誊抄。

源代码不等于行为

一次忠实的重现需要三样工具，而我最终三样都用上了：

1. 源代码作为规范。 每一处有争议的行为，都通过阅读实现它的那段过程来定夺，并注明行号。
2. 一台运行中的原版作为参照标准。 Infinite Mac 能在浏览器中启动真正的 System 时代 Mac，磁盘上装着真正的 MacPaint。⁵ 当源代码在手感上语焉不详时——喷枪的节奏、快速移动时画笔的插值——由模拟器来一锤定音。
3. 一个独立实现作为交叉校验。 针对文件格式，我用 Python 另写了一个解码器，与应用不共享任何代码，并要求两者在双向转换中逐字节一致。

唯一不能用的工具，是记忆——无论是我的记忆，还是互联网的记忆。关于 MacPaint，那些”人尽皆知”的说法，一旦需要让某个像素精确地出现在某个坐标上，大多都会暴露出定义不清的问题。

1984 年，双击意味着什么

这里有一个截图永远告诉不了您的行为。在 MacPaint 中，双击工具面板里的某个工具是一条命令。相关的分派逻辑集中在一段过程里——ChooseTool，位于 MacPaint.p:3651–3699：

• 橡皮擦：擦除整个窗口，然后恢复到此前选中的工具。
• 画笔：打开画笔形状选择器。
• 选取框：选中整个窗口。
• 抓手：打开”显示整页”（Show Page）。
• 铅笔：切换 FatBits，即像素级缩放。

橡皮擦这一分支有一个只有源代码才会揭示的细节。在这一切之前，第 3643 行有一道守卫判断：

IF theTool <> eraseTool THEN prevTool := theTool;

橡皮擦永远不会成为”上一个工具”。于是当一次双击擦除了所有内容后，程序会把您真正在用的画笔或铅笔还给您——橡皮擦只是过客，而非归宿。Atkinson 在这行恢复语句上的注释说得很直白：{ we wont need the eraser anymore }。这是用一个条件判断表达出来的交互设计，从外部完全看不出来，直到您注意到：MacPaint 从不会在一次清屏之后把您晾在橡皮擦上。PixelPaint 依据这段过程实现了全部五种双击行为，并由一套自动化浏览器测试对每一种进行端到端断言。

选取框这一分支里还藏着第二个细节。当双击选中整个窗口时，源代码会在设定选区之前，给矩形的右边和下边各加一。这就引出了差一错误（off-by-one）。

两个差一错误，以及谁才是对的

项目进行到一半时，一轮审查在我的构建中发现了两处”预览与实际不符”的问题：

1. 选取框实际捕获的范围，似乎比它的橡皮筋预览少了一个像素。
2. 橡皮擦落下的印记，比它的光标预览大了一个像素。

这两处都是那种花三十秒挪一个 +1 就能”修好”的 bug——往哪个方向挪都行。而拥有源代码的全部意义就在于：您没得选。您得去查清楚，到底哪一边错了。

选取框不是 bug。 QuickDraw 的矩形是右边界、下边界不含的：一个从 (10,10) 到 (20,20) 的矩形跨越 10 个像素，而非 11 个。在我的构建里，橡皮筋和实际捕获在这一约定下本就一致——从 10,10 拖到 20,20 选中的恰好是 10×10。审查实际拿来对比的，是形状工具的预览（它正确地把闭区间的最后一个像素也包含在内）与选取框的开区间捕获。两种不同的约定，都对，只是恰好挨在一起。处理办法：什么都不改，把原因写下来。

橡皮擦是 bug——是我的 bug。 在原版中，橡皮擦的方块与它的光标完全相等：一个 16×16 的方块，原样落下（EraseSome，MacPaint.p:2210，使用工具光标自身的掩码）。而我落下的印记是按 2*floor(size/2)+1 计算的，这让一个 8 像素的橡皮擦擦出了一个 9 像素宽的洞。修正后，印记恰好跨越 size 个像素：如今一个 8 像素的橡皮擦擦除的是第 16 到第 23 列，而第 15 列和第 24 列不受影响，已逐像素验证。在 FatBits 内部，橡皮擦缩小到恰好 2×2，这一点同样出自源代码（MacPaint.p:2214）。

从这一对问题中提炼出来的规矩，成了整个项目的脊梁：当预览与实际动作不一致时，由原版来裁定谁在撒谎。

是页面，不是画布

MacPaint 最具结构性的构思很容易被忽略，因为它是空间层面的。文档并不是窗口。文档是一张固定为 576×720 像素的页面——在 MacPaint.p:108–109 中声明为编译期常量——而屏幕上的绘图区，只是望向这张页面的一扇窗口。抓手让窗口在页面上平移（ScrollDoc，:2778）；”显示整页”（ShowPage，:4074）则缩小到整张纸，并允许把窗口矩形拖到新的位置。在 72 DPI 下，576×720 恰好是 8×10 英寸：这份文档是按纸张尺寸设计的，而非屏幕。

PixelPaint 起初用的是一块视口大小的缓冲区，这意味着：在 MacPaint 拥有一份文档的地方，它只有一块画布。围绕真正的模型重建它，是整个项目中改动最大的一处，也由此暴露出一个彻头彻尾属于 2026 年的约束：iOS 会把画布的后备存储上限压在 16.7 兆像素左右。若不假思索地按整页乘以 FatBits 的缩放倍数来分配，就要吃掉 26.5 兆像素——而这样一块画布，会在我希望它能正常工作的那些 iPad 上悄无声息地渲染成空白。这次移植让显示画布保持视口大小，转而施加一个文档空间的视图变换；在 8× 缩放下，后备存储实测为 0.42 兆像素，一整帧”整页绘制加渲染”耗时 6.4 毫秒，不到 60 Hz 下一帧的时间。Atkinson 用隐藏的离屏缓冲区解决了 128K 的内存预算；⁴ 而浏览器移植版，则用一个变换解决了一道隐藏的分配上限。同样的克制，只是撞的墙不同。

一台 1984 年的 Mac 能读懂的文件

一个无法与原版交换文档的重现，只是一座立体模型。MacPaint 的文件格式由源代码本身记录在案：一个 512 字节的头部，随后是页面，即 720 条扫描线、每条 72 字节，用 PackBits 压缩——这是一种游程编码方案，Pascal 一侧从不实现它，只做声明（PackBits/UnpackBits，在 MacPaint.p:420–421 标注为 EXTERNAL；MyTools.a 中的汇编胶水代码把它们作为系统陷阱来分派）。头部携带了程序的图案调色板，因此一份文档会记住绘制它时所用的图案。

PixelPaint 能读写这种格式。导出时，页面会经过 Atkinson 本人的误差扩散抖动算法处理，转为 1 位——以 128 为阈值，每个像素的误差被分成八份、推给六个相邻像素，其中两份被刻意丢弃，这正是 Atkinson 抖动算法对比强烈的原因。纯黑白图画则原封不动地通过，因为它们的误差恒等于零。用 Bill Atkinson 的抖动算法去写 Bill Atkinson 的文件格式，这里头有一种令人愉悦的循环感。

验证环节，正是”独立实现”这件工具证明自身价值的地方。应用内的 PackBits 编解码器，对测试样本的往返转换做到了逐字节一致。一个导出的文件，经由那个独立的 Python 实现解码后，得到了正确的头部版本、完好无损的图案，以及恰好 720 条各 72 字节的扫描线，且每一个字节都被消费完毕。一个由 Python 一侧编码的文件——封装在 MacBinary 中，导入器通过偏移量 65 处的文件类型来识别它——在 PixelPaint 中打开后，其边框与对角线都落在了计算所得的像素上。导出、清空、再导入，重现出的打包状态哈希值完全一致。两个实现，两个方向，没有共享代码。

字里行间

最深的领悟，来自任何功能清单都不会呈现的细节——那些只有通过阅读才能发现的东西。

网格是一个位掩码。 MacPaint 的 8 像素网格吸附并不适用于每一个工具。ChooseTool 通过把工具索引与一个赤裸的十六进制常量 $50BF3000 做比对来决定是否启用吸附，而那份人类可读的 Pascal 集合，则被留作注释。吸附本身是四舍五入到最近值，实现方式是先加 4 再截断到 8 的倍数（GridPoint，MacPaint.p:513）。PixelPaint 完全遵循这份工具集：选取框、文本、直线、矩形、椭圆、多边形会吸附；徒手工具则从不吸附。

Shift 约束比”非横即竖”聪明得多。 Constrain（MacPaint.p:875）通过把两个方向的增量都钳制到较小的那个，从而将线条吸附到 45°——并且当一个轴以二比一的优势压过另一个轴时，额外吸附到纯水平或纯垂直。我见过的每一个仿制品都实现了横/竖那一半，却略过了对角线优势模型。源代码用三十行给出了完整的算法。

图案就是墨水。 BrushPaint 的函数签名同时接收画笔和一个图案（MacPaint.p:2024）。画笔和喷枪并不是用”黑色”来作画；它们始终透过当前选中的图案来上色。我原样采纳了这一点，它改变了绘画的手感——图案选择不再是一个填充选项，而变成了颜料本身。

“描边”藏着一个隐藏变体。 按住 Shift，轮廓的偏移量就会从 2 变成 3，源代码里用注释 { asymmetric shadow } 做了标注（MacPaint.p:1898）。一个来自 1984 年的单行彩蛋，就此保留了下来。

文本是实心墨水，而源代码修好了我的 bug。 在触摸测试中，输入的文字有时会提交零个像素。原因在于：我的文本提交逻辑让字形像素经过填充图案的过滤，于是一个稀疏的图案就悄无声息地把字母吞掉了。原版从不这么做——无论图案如何，文本都以实心前景墨水绘制（UpdateText/PatchText，MacPaint.p:992–1106）。阅读这段过程，比调试我自己的臆断要快，也把这个修复板上钉钉、不容争辩。

还有一个发现，记录在此：PaintAsm.a 里有一个名为 Monkey 的函数——它是 Macintosh 团队所用的随机输入压力测试器的钩子，由一个名为 MonkeyLives 的标志守护。Atkinson 把他的测试工具和他的位块传输器（blitter）放在了同一个文件里发布。匠人会把自己的工装夹具留在工作台上。

我原样保留了什么，又改动了什么

忠实是这次的设计原则，所以偏离之处很少，都是有意为之，并且写进了应用内部——“关于”对话框把它们一一列出，就像一部影印复刻版会声明自己的改动之处一样：

• 一块 16 色调色板，叠加在 1 位引擎之上。抖动算法和 .mac 导出路径，能在您需要时随时提供地道的单色效果。
• 一个 100 步的撤销栈。 原版只有恰好一级撤销，因为 Atkinson 保留了两块窗口大小的离屏缓冲区——当前状态与上一状态——并在两者之间来回切换。⁴ 那是对 128K 内存的一个英雄式解法。重现这个限制不过是一场角色扮演；它当年所应对的内存模型，早已不复存在。
• 可选的橡皮擦尺寸、一个可选的散点喷涂模式，以及参考图描摹。 这些都是新增功能，要么默认关闭，要么明显是现代产物，没有一项挤占原版的行为。

同样是有意为之，原版界面的一部分没有被移植：磁盘文档的生命周期（保存、另存为、还原、关闭）属于一台以软盘为基础的机器，如今被持续自动保存加上显式导出所取代。但”文件 > 打印”保留了下来——PrintDoc（MacPaint.p:4307）为原版的”文件”菜单收尾，而打印时只渲染画作本身，像素清晰锐利，绝不会带上浏览器的界面框架。

整个项目里最诡异的 bug，压根就不是 1984 年的问题。文件保存悄无声息地失败了好几周，原因是我自己的分析脚本拦截了锚点点击——包括对 blob: URL 的点击——而保存代码在点击后同步地撤销了这个 blob URL，赶在浏览器开始下载之前。一个 1984 年的程序不会跟自己的遥测数据较劲。而在 2026 年重现它，看来是会的。

去画点什么吧

那些一眼就能认出的工具图标——套索、抓手、喷枪、油漆桶——出自 Susan Kare 之手，我在设计哲学系列中写过她那份 32×32 像素的严谨功力。而图标之下的种种行为，则出自 Bill Atkinson 之笔，他已于 2025 年 6 月离世。⁶ 计算机历史博物馆的这次公开意味着，他的程序可以被研究、被对照、被忠实而非近似地重建——在我看来，这是为一款软件立起的最好的一种纪念碑。

PixelPaint 已在 /paint 上线，与本站其他交互式探索作品并列。它能在 iPad 上用手指操作。双击铅笔，就能看到 FatBits。画点什么，把它存成一个 .mac 文件——并且要知道：一台 1984 年的 Macintosh 也能把它打开。

常见问题

原版 MacPaint 的源代码公开了吗？

公开了。计算机历史博物馆经苹果许可，于 2010 年 7 月公开了 MacPaint 1.3 的源代码（以及 QuickDraw 图形库），供非商业用途使用。¹ 这次公开在 CHM 目录中登记为藏品编号 102658076，² 内容包括主 Pascal 程序（MacPaint.p）以及 68000 汇编支持文件。GitHub 上有一个官方镜像，位于计算机历史博物馆的账户之下。³

什么是 PackBits 压缩？

PackBits 是 MacPaint 用来压缩文档的游程编码方案：每条扫描线都被打包成字面段和重复段，这在充满空白与重复图案的 1 位图像上效果很好。MacPaint 的 Pascal 把 PackBits 和 UnpackBits 声明为外部例程（MacPaint.p:420–421），并通过其汇编胶水代码调用系统的 68000 实现。一个 MacPaint 文件由一个 512 字节的头部，加上 720 行 PackBits 压缩数据、每行 72 字节构成——也就是完整的 576×720 页面。

什么是 Atkinson 抖动？

Atkinson 抖动是 Bill Atkinson 为把灰度图像转换到 Macintosh 的 1 位显示而设计的误差扩散算法。每个像素被阈值化为黑或白，产生的误差除以 8 后分配给六个相邻像素——余下的八分之二被刻意丢弃，而非继续传播。舍弃一部分误差，正是 Atkinson 抖动的图像具有那种标志性高对比度的原因。PixelPaint 用它把彩色图画转换为 1 位，用于 .mac 导出以及实时的一位预览。

一个 MacPaint 文档有多大？

576×720 像素，固定不变——在源代码中声明为常量（MacPaint.p:108–109）。在 Macintosh 的 72 DPI 下，这恰好是 8×10 英寸，一张可打印的页面。屏幕从不会一次显示整份文档：绘图窗口是望向页面的一个可移动视口，用抓手平移，或通过”显示整页”重新定位。PixelPaint 重现了同样的文档模型，包括视口在内的一切。

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