在瀏覽器中重建 MacPaint：1984 年的原始碼就是規格書

PixelPaint 是一款能運作的 MacPaint 1.3 重現版，可在你的瀏覽器中透過 /paint 開啟，並針對 Bill Atkinson 的原始 Pascal 原始碼逐一行為驗證——這份原始碼由電腦歷史博物館（Computer History Museum）於 2010 年公開。對橡皮擦按兩下，它會擦除整個視窗，然後把你先前使用的工具交還給你，因為這正是 ChooseTool 在 MacPaint.p 第 3651 行所做的事。 {.answer-block}

2010 年，電腦歷史博物館在取得 Apple 許可後，公開了 MacPaint 1.3 的原始碼：這是 Bill Atkinson 於 1984 年 1 月隨初代 Macintosh 出貨的應用程式。¹ 這份公開資料在博物館目錄中的編號為 102658076。² 在我的機器上，MacPaint.p 有 5,804 行 Apple Pascal 程式碼，PaintAsm.a 則是 2,738 行 68000 組合語言。這份 Pascal 檔案的第 3 行，完整內容如下：

{  BitMap Painting Program by Bill Atkinson }

這份公開資料改變了一個重現版所能被要求達到的標準。在此之前，重建 MacPaint 意味著瞇著眼睛盯著螢幕截圖和模擬器猜測。在此之後，有了確鑿的依據。當我決定認真完成 PixelPaint 時，我立下的規則很簡單：當答案就躺在一份我讀得到的檔案裡時，任何行為都不能靠猜測出貨。授權是非商業性質的，而這次移植是行為層面的——我閱讀 Pascal 是為了了解程式做了什麼，然後在 JavaScript 中從頭實作，從不逐行翻譯任何一行程式碼。

這篇文章談的是那條規則的代價，以及它換來了什麼。簡短版本是：原始碼是必要的，卻不充分。程式的行為藏在字裡行間——在常數裡、在位元遮罩裡、在註解裡、在一段程序的形狀裡——而把它挖掘出來是考古，不是抄寫。

原始碼不等於行為

一次忠實的重現需要三樣工具，而我最後三樣都用上了：

1. 以原始碼為規格。 每一項有爭議的行為，都靠閱讀實作它的那段程序來釐清，並附上行號引用。
2. 以能運作的原版為判準。 Infinite Mac 能在瀏覽器中啟動真正的 System 時代 Mac，磁碟上還裝著貨真價實的 MacPaint。⁵ 當原始碼對手感語焉不詳時——噴槍的節奏、快速移動時筆刷的內插——就由模擬器來定奪。
3. 以獨立實作為交叉驗證。 針對檔案格式，我另外用 Python 寫了第二套解碼器，與應用程式不共用任何程式碼，並要求兩者在雙向轉換上逐位元組一致。

唯一不能用的工具，是記憶。無論是我的記憶，還是網路的記憶。關於 MacPaint「大家都知道」的那些事，一旦你得讓某個像素出現在精確的座標上，多半都不夠明確。

在 1984 年，按兩下代表什麼

有一項行為，是任何螢幕截圖都告訴不了你的。在 MacPaint 中，對工具面板上的某個工具按兩下，是一道指令。這道指令的分派集中在一段程序裡，也就是 MacPaint.p:3651–3699 的 ChooseTool：

• 橡皮擦：擦除整個視窗，然後回復到先前選取的工具。
• 筆刷：開啟筆刷形狀選擇器。
• 選取框：選取整個視窗。
• 手形工具：開啟「顯示整頁」（Show Page）。
• 鉛筆：切換 FatBits，也就是像素層級的放大檢視。

橡皮擦這個情況有個細節，只有原始碼才會透露。在這一切之前的第 3643 行，有一道防護判斷：

IF theTool <> eraseTool THEN prevTool := theTool;

橡皮擦永遠不會成為「先前的工具」。所以當按兩下擦掉一切時，程式交還給你的，是你原本真正在用的筆刷或鉛筆——橡皮擦是過客，不是歸宿。Atkinson 在回復那一行上的註解說得很直白：{ we wont need the eraser anymore }。這是以單一條件式表達出來的互動設計，而它從外部完全看不見，直到你注意到 MacPaint 在清空之後從不會把你晾在橡皮擦上。PixelPaint 從這段程序實作了全部五種按兩下行為，並由一套自動化的瀏覽器測試逐一端到端驗證。

選取框那個情況裡還藏著第二個細節。當按兩下選取整個視窗時，原始碼在設定選取範圍之前，會為矩形的右緣和底緣各加一。這就引出了那兩個差一（off-by-one）的問題。

兩個差一問題，以及誰才是對的

專案進行到一半，一次審查發現我的版本裡有兩處「預覽與實際不符」：

1. 選取框實際擷取的範圍，似乎比它的橡皮筋預覽少了一個像素。
2. 橡皮擦印下的範圍，比它的游標預覽大了一個像素。

這兩者都是那種你花三十秒挪動一個 +1 就能「修好」的臭蟲——往哪個方向挪都行。而擁有原始碼的意義正在於：你沒得選。你去查清楚哪一邊才是錯的。

選取框其實沒有臭蟲。 QuickDraw 的矩形是「不含底緣與右緣」的：從 (10,10) 到 (20,20) 的矩形涵蓋十個像素，而非十一個。在這套慣例下，我版本裡的橡皮筋與擷取範圍本來就一致——從 10,10 拖曳到 20,20，選取的正是 10×10。審查實際比對的，是形狀工具的預覽（它正確地包含了一段閉區間的最後一個像素）與選取框的開區間擷取。兩套不同的慣例，各自都對，只是恰好比鄰而居。結論是：什麼都不改，把原因寫下來。

橡皮擦確實有臭蟲——是我的。 在原版中，橡皮擦的方塊與它的游標完全相等：一個 16×16 的正方形，原樣印下（EraseSome，MacPaint.p:2210，使用工具游標自身的遮罩）。我印下的範圍卻是以 2*floor(size/2)+1 計算，這讓一個 8 像素的橡皮擦擦出了 9 像素寬的洞。修正後讓印下的範圍剛好橫跨 size 個像素：如今一個 8 像素的橡皮擦會擦除第 16 到第 23 欄，而讓第 15 欄與第 24 欄保持原狀，逐像素驗證無誤。在 FatBits 之中，橡皮擦會縮小成剛好 2×2，這一點原始碼裡同樣有寫（MacPaint.p:2214）。

從這一對問題中衍生出來的規則，成了整個專案的骨幹：當預覽與實際動作彼此矛盾時，由原版來裁定誰在說謊。

是頁面，不是畫布

MacPaint 最具結構性的一個構想很容易被忽略，因為它是空間性的。文件不等於視窗。文件是一個固定 576×720 像素的頁面——在 MacPaint.p:108–109 以編譯期常數宣告——而螢幕上的繪圖區只是通往這個頁面的一扇視窗。手形工具讓視窗在頁面上平移（ScrollDoc，:2778）；「顯示整頁」（ShowPage，:4074）則縮小到整張紙的視野，讓你把視窗矩形拖曳到新的位置。在 72 DPI 下，576×720 恰好是 8×10 英吋：這份文件是照紙張尺寸設計的，而不是照螢幕。

PixelPaint 原本用的是一個與可視區同尺寸的緩衝區，這意味著在 MacPaint 擁有一份文件的地方，它只有一塊畫布。圍繞真正的模型重建，是整個專案中單一改動最大的一次，也讓一個徹頭徹尾屬於 2026 年的限制浮上檯面：iOS 把畫布的後備儲存區上限壓在約 1,670 萬像素。若天真地把整頁尺寸乘上 FatBits 的放大倍率來配置，將需要 2,650 萬像素——這樣的畫布在我希望能正常運作的那些 iPad 上，會悄無聲息地渲染成一片空白。這次移植讓顯示用的畫布維持在可視區尺寸，改為套用一個文件空間的視圖變換；後備儲存區在 8 倍放大下實測為 42 萬像素，而一次整頁的「繪製加渲染」影格耗時 6.4 毫秒，在 60 Hz 下不到一個影格。Atkinson 以隱藏的離螢幕緩衝區解決 128K 的記憶體預算；⁴ 這次瀏覽器移植則以一個變換解決一個隱藏的配置上限。同樣的紀律，不同的牆。

1984 年的 Mac 讀得懂的檔案

一個無法與原版交換文件的重現版，只是個立體透視模型。MacPaint 的檔案格式由原始碼本身記錄下來：一個 512 位元組的標頭，接著是以 720 條掃描線構成的頁面，每條 72 位元組，並以 PackBits 壓縮——這是一種行程長度（run-length）編碼方案，Pascal 端從不實作，只作宣告（PackBits／UnpackBits，在 MacPaint.p:420–421 標記為 EXTERNAL；MyTools.a 中的組合語言黏合程式碼把它們當作系統陷阱（trap）來分派）。標頭裡帶著程式的圖樣調色盤，因此一份文件會記得自己是用哪些圖樣繪製的。

PixelPaint 能讀寫這種格式。匯出時，會讓頁面通過 Atkinson 自己的誤差擴散抖動（dither）演算法降到 1 位元——以 128 為門檻，每個像素的誤差切成八等份，推送給六個相鄰像素，其中兩份八分之一則刻意捨棄，這正是 Atkinson 抖動之所以對比鮮明的原因。純黑白的圖畫會原封不動地通過，因為它們的誤差恆等於零。用 Bill Atkinson 的抖動演算法去寫 Bill Atkinson 的檔案格式，有一種令人愉悅的圓滿循環。

驗證，正是那件獨立實作的工具發揮價值之處。應用程式內的 PackBits 編解碼器能對測試樣本進行逐位元組完全一致的來回轉換。一份匯出的檔案，經由那套獨立的 Python 實作解碼，得出正確的標頭版本、完好無損的圖樣，以及恰好 720 條各 72 位元組的掃描線，且每一個位元組都被消耗殆盡。一份由 Python 端編碼的檔案——以 MacBinary 包裝，匯入器藉由位移 65 處的檔案類型辨識出它——在 PixelPaint 中開啟後，其邊框與對角線都落在計算出的像素上。匯出、清空、再匯入，重現的封裝狀態雜湊值完全一致。兩套實作，雙向轉換，不共用任何程式碼。

字裡行間

最深刻的收穫，來自任何功能清單都永遠不會浮現的細節——那些只有靠閱讀才找得到的東西。

格線是一個位元遮罩。 MacPaint 的 8 像素格線吸附並非適用於每一種工具。ChooseTool 判斷資格的方式，是拿工具索引去比對一個赤裸裸的十六進位常數 $50BF3000，而人類讀得懂的 Pascal 集合寫法則被留作註解。吸附本身是四捨五入到最近值，實作方式是加 4 之後再截斷到 8 的倍數（GridPoint，MacPaint.p:513）。PixelPaint 忠實遵循確切的工具集合：選取框、文字、直線、矩形、橢圓、多邊形會吸附；徒手工具則從不吸附。

Shift 約束比「非水平即垂直」更聰明。 Constrain（MacPaint.p:875）將一條線吸附到 45°，方法是把兩個方向的差值都夾制到較小的那一個——而另外，當某一軸以二比一之勢壓過另一軸時，還會吸附成純水平或純垂直。我見過的每一個仿製品都實作了水平／垂直那一半，卻略過了對角線的主導模型。原始碼用三十行寫下了完整的演算法。

圖樣就是墨水。 BrushPaint 的函式簽章接收筆刷以及一個圖樣（MacPaint.p:2024）。筆刷與噴槍畫出的並非「黑色」；它們始終是透過當前選取的圖樣來作畫。我原原本本地採用了這一點，而它改變了繪圖的感受——選取圖樣不再只是一個填色選項，而成了顏料本身。

「描邊」藏著一個隱藏變體。 按住 Shift，輪廓的偏移量便從 2 變成 3，原始碼裡以註解 { asymmetric shadow } 標記（MacPaint.p:1898）。一個來自 1984 年、僅一行的彩蛋，就此保存了下來。

文字是實心墨水，而原始碼修好了我的臭蟲。 在觸控測試中，輸入的文字有時提交了零個像素。原因在於：我的文字提交流程讓字形像素經過填色圖樣的篩選，於是稀疏的圖樣悄悄地把字母吞掉了。原版從不這麼做——無論圖樣為何，文字都以實心的前景墨水繪製（UpdateText／PatchText，MacPaint.p:992–1106）。閱讀那段程序，比對我自己的假設除錯還來得快，而且毫無爭辯餘地地敲定了修正方式。

還有一項發現，姑且記上一筆：PaintAsm.a 裡有一個名為 Monkey 的函式——它是 Macintosh 團隊所用的隨機輸入壓力測試器的掛鉤，由一個名為 MonkeyLives 的旗標守著。Atkinson 把他的測試工具和他的位元搬移程式（blitter）擺在同一個檔案裡出貨。工匠會把自己的治具留在工作檯上。

我保留了什麼，又更動了什麼

忠實是這次的設計原則，所以偏離之處寥寥可數、皆屬刻意，而且都寫在應用程式裡——「關於」對話框一一列出，就像一部摹本版會揭露自己與原作的出入那樣：

• 一組 16 色調色盤，疊加在 1 位元引擎之上。抖動與 .mac 匯出的路徑，隨時能還你貨真價實的單色。
• 一個 100 步的復原堆疊。 原版恰好只有一層復原，因為 Atkinson 保留了兩塊視窗大小的離螢幕緩衝區——當前狀態與前一狀態——並在兩者間互換。⁴ 那是對 128K RAM 的一次英勇解法。重現那個限制只會淪為角色扮演；它所回應的那套記憶體模型，早已不復存在。
• 可選的橡皮擦尺寸、一個選用的散點噴灑模式，以及參考影像描摹功能。 這些都是新增項目，一律預設關閉或明顯屬於現代功能，沒有一項取代了原版的行為。

同樣是出於刻意，原版的部分外顯功能沒有被移植：磁碟文件的生命週期（儲存、另存新檔、回復、關閉）屬於一台以軟碟為基礎的機器，被連續自動儲存加上明確的匯出所取代。但「檔案 > 列印」保留了下來——PrintDoc（MacPaint.p:4307）為原版的「檔案」選單收尾，而列印時只會渲染出畫作本身，像素銳利，絕不會印出瀏覽器的介面外框。

整個專案裡最古怪的臭蟲，根本不是 1984 年的問題。存檔功能悄悄失效了好幾週，原因是我自己的分析腳本攔截了錨點（anchor）的點擊——包括對 blob: URL 的點擊——而存檔的程式碼在點擊之後同步撤銷了那個 blob URL，趕在瀏覽器開始下載之前。一個來自 1984 年的程式不會和自己的遙測作對。而在 2026 年重現它，顯然就會。

去畫點什麼吧

你會認得的那些工具圖示——套索、手形工具、噴槍罐、油漆桶——出自 Susan Kare 之手，她那套 32×32 像素的紀律，我曾在設計哲學系列中寫過。圖示底下的那些行為，則由 Bill Atkinson 寫就，他於 2025 年 6 月辭世。⁶ 電腦歷史博物館的這次公開，意味著他的程式能被研究、被對照驗證、被誠實地——而非近似地——重建，而這在我看來，是軟體所能擁有的最好的一種紀念碑。

PixelPaint 已在 /paint 上線，與本站其他的互動探索並列。它在 iPad 上用手指就能操作。對鉛筆按兩下，即可看見 FatBits。畫點什麼，把它存成一份 .mac 檔案，並且知道：一台 1984 年的 Macintosh 打得開它。

常見問題

原版 MacPaint 的原始碼可以取得嗎？

是的。電腦歷史博物館在取得 Apple 許可後，於 2010 年 7 月公開了 MacPaint 1.3 的原始碼（以及 QuickDraw 繪圖函式庫），供非商業用途使用。¹ 這份公開資料的 CHM 目錄編號為 102658076，² 內含主要的 Pascal 程式（MacPaint.p）以及 68000 組合語言的支援檔案。GitHub 上，在電腦歷史博物館的帳號下，有一份官方鏡像。³

什麼是 PackBits 壓縮？

PackBits 是 MacPaint 用來壓縮文件的行程長度編碼方案：每一條掃描線都封裝成「原文行程」與「重複行程」，這在充滿留白與重複圖樣的 1 位元影像上運作得很好。MacPaint 的 Pascal 把 PackBits 和 UnpackBits 宣告為外部常式（MacPaint.p:420–421），並透過它的組合語言黏合程式碼觸及系統的 68000 實作。一份 MacPaint 檔案是一個 512 位元組的標頭，後接 720 條經 PackBits 壓縮、各 72 位元組的列——也就是完整的 576×720 頁面。

什麼是 Atkinson 抖動？

Atkinson 抖動是 Bill Atkinson 為了把灰階影像轉換到 Macintosh 的 1 位元顯示器而設計的誤差擴散演算法。每個像素都以門檻判定為黑或白，所產生的誤差除以 8，分配給六個相鄰的像素——而剩下的兩份八分之一則是刻意捨棄，而非往外傳遞。捨去部分誤差，正是 Atkinson 抖動處理過的影像之所以帶有那種特有高對比的原因。PixelPaint 用它把彩色圖畫轉成 1 位元以供 .mac 匯出，也用於即時的一位元預覽。

一份 MacPaint 文件有多大？

576×720 像素，固定不變——在原始碼中以常數宣告（MacPaint.p:108–109）。在 Macintosh 的 72 DPI 下，這恰好是 8×10 英吋，一張可列印的頁面。螢幕從不曾一次顯示整份文件：繪圖視窗是通往頁面的一扇可移動的可視區，可用手形工具平移，或透過「顯示整頁」重新定位。PixelPaint 重現了同樣的文件模型，連同可視區在內，一應俱全。

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