1963 à nos joursUne brève histoire de la CAO

Roland Maranzana, professeurDépartement de génie de la production automatisée

École de technologie supérieure

Évidemment pas de CAO aujourd’hui sans… Euclide et sa géométrie Von Neuman et ses ordinateurs

Le premier système de ‘’CAO’’ 1963 Sketchpad Notons que le 1ier système de FAO (fabrication assistée par ordinateur) 

était déjà disponible commercialement depuis … 1957 (Dr. Patrick J. Hanratty, le système PRONTO)

Retour aux origines

https://design.osu.edu/carlson/history/images/ivan‐sutherland.jpg

Sutherland, Ivan, SKETCHPAD: A Man‐Machine Graphical Communication System, PhD dissertation, MIT, 1963. Reproduced as Technical Report Number 574 University of Cambridge Computer Laboratory, UCAM‐CL‐TR‐574, ISSN 1476‐2986, http://www.cl.cam.ac.uk/

Retour aux origines!

1

2

http://www.youtube.com/watch?v=USyoT_Ha_bA

http://www.youtube.com/watch?v=BKM3CmRqK2o

SketchPad: Le premier système de "CAO" Développé dans le cadre d’une thèse doctorale; Par Ivan Sutherland, 1963, au MIT; Principale innovation: Le designer interagit  avec l’ordinateur durant le processus de modélisation. 

Périphériques: Sortie: Oscilloscope à balayage cavalier; Entrée: « Light pen » et une multitude de boutons… des vrais!

Autres aspects importants Modélisation 3D (filaire et surfacique); Application de contraintes géométriques (ex. perpendicularité); Instanciation (copie) d’éléments sauvegardés; Éléments de visualisation 3D (vues orthogonales, etc.)

Ivan Sutherland, 1963

Les 1ier utilisateurs commerciaux: L’industrie automobile; et L'industrie aéronautique.

Les premiers logiciels sont développés à l’interne par les entreprises pour leurs propres besoins, souvent en collaboration avec des chercheurs universitaires.

Exemples: DAC (Design Automated by Computer), développé par General Motors (1965); CADD, développé par McDonnell‐Douglas (aéronautique) (1966); PDGS, développé par Ford (1967); CADAM (Computer Augmented Drafting And Manufacturing), développé par 

Lockheed (1967). Principale application:  Modélisation 2D (DAO: Dessin assisté par ordinateur)

Avantages: Automatisation et productivité; Modélisation de formes complexes.

Première génération

Ref: The Origin of Computer Graphics within General Motors, Fred Krull, IEEE Annals of the History of Computing, Fall 1994 (Vol. 16, No. 3); Interactive Graphics for Computer‐Aided Design, by M. David Prince, Addison Wesley, 1971. (PDF file) 

https://design.osu.edu/carlson/history/lesson3.html

Design Automated by Computer (GM)

1er système vendu commercialement: Digigraphics, division de Control Data Corporation (CDC) Prix: 500 000$ (quelques unités vendues!)

Première génération

https://design.osu.edu/carlson/history/lesson3.html

1er travaux sur la représentation des objets en 3D Courbes et surfaces 3D: Bézier, chez Renault (automobile) Exemple: Courbe et surface de Bézier;

De Casteljeau, chez Citroen (automobile) Exemple: Algorithme de De Casteljeau, pour l’évaluation graphique de points le 

long d’une courbe de Bézier;

Coons, au MIT, 1967 (recherche universitaire) Exemples:  Carreau de Coons (Coons patch) pour la modélisation par morceaux de surfaces complexes; Algorithme de Coons‐Sutherland pour la découpe des éléments visibles (clipping).

Première génération

Avantages principaux en 1970: Remplacement du 2D manuel; Moins d’erreurs; Réutilisation des dessins.

Fait intéressant: En 1975, Avions Marcel Dassault développe et utilise CATIA; CATIA: Computer Aided Three dimensional Interactive Application; À partir du code source de CADAM (Lockheed).

Émergence de la modélisation en 3D: SynthaVision, par MAGI (Mathematics Application Group Inc., 1972) Introduit la représentation CSG (constructive solid geometry);

Baumgart, à Stanford University (1978) Développe le B‐Rep (boundary representation).

Braid, à Cambridge University (1978) Build Solid Modeler (Shape Data ltd.)

Années 1970: Commercialisation

Introduction des normes d’échange de données géométriques IGES (Initial Graphic Exchange Standard) en 1979.

Les éditeurs logiciels d’alors Applicon Auto‐trol Computervision Evans & Sutherland McAuto (division de McDonnell‐Douglas) SDRC (Structural Dynamics Research Corp.) United Computing (qui est devenu UGS … aujourd’hui Siemens)

Naissance  langage C (avant les systèmes CAO était en FORTRAN) Unix

Années 1970: Commercialisation

La CAO fait vendre des stations de travail au détriment des « mainframe » au début des années 1980.

Le marché explose: HP crée sa division CAD en 1980 avec PE CAD; Avions Marcel Dassault crée la division Dassault Systèmes en 1981; IBM distribue CATIA à ses partenaires; Autodesk offre AutoCAD Release 1 en 1982; Le système I‐DEAS voit le jour en 1982; Dassault Systèmes met en marché CATIA v2 en 1985;  La CAO devient paramétrique avec PRO/Engineer de Parametric

Technology Corporation (PTC) en 1985. Faits intéressants Three‐Space Ltd. Cambridge, Charles Lang, Ian Braid, Alan Grayer 

développe ACIS pour Spatial Technology fondé en 1986 (Alan, Charles, Ian's System)

Ricoh, DesignBase modeleur basé sur les surfaces complexes 1987

Années 1980: Explosion du marché!

Les compagnies comme GM et McDonnell‐Douglas abandonnent leurs CAO propriétaires (développées à l’interne) pour des systèmes de CAO commerciaux; En 1988, Boeing opte pour CATIA v2 et abandonne son projet interne TIGER 

3D CAD démarré en 1980. Fait intéressant: SolidWorks est mis en marché en 1993 (Parasolid); SolidWorks 95 propose 80% des fonctions de Pro/E pour 20% du prix!

Les gros joueurs avalent les petits… Unigraphics achète Shape Data en 1988 (qui développe Parasolid); EDS achète Unigraphics en 1991; Dassault Systèmes achète SolidWorks en 1997; EDS achète Solid Edge en 1997 (Acis puis Parasolid);

Autre fait intéressant: AutoCAD vit toujours, Release 13 proposant dorénavant le 3D (Acis).

Années 1990: Les gros joueurs…

Une nouvelle génération de logiciels de CAO 3D voit le jour en proposant la modélisation directe ou direct modeling; L’historique de construction (feature‐based) est abandonnée pour 

davantage de flexibilité dans la création et la modification des modèles 3D représentés par les frontières (B‐Rep);

Les puissances de calcul et les performances graphiques des ordinateurs personnels permettent dorénavant la mise‐à‐jour rapide de modèles très complexes avec beaucoup de contraintes;

Exemples de logiciels de modélisation directe: SpaceClaim (2007); CADKEY (1999), devenu KeyCreator (2003) de Kubotek; CoCreate Modeling, devenu Creo Elements/Direct (2010) de PTC; Solid Edge Synchronous Technology (2008), de Siemens PLM.

Années 2000 ‐ : Modélisation directe

22ème version! Les nouveautés présentées au SWW2014….

Et SolidWorks …

https://design.osu.edu/carlson/history/lesson1.html http://excelsior.biosci.ohio‐state.edu/~carlson/history/

Bibliographie