Un historique de la CAO

1. 1963 à nos jours
Une brève histoire de la CAO
Roland Maranzana, professeur
Département de génie de la production automatisée
École de technologie supérieure

2.  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)
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3.  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/
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http://www.youtube.com/watch?v=USyoT_Ha_bA
http://www.youtube.com/watch?v=BKM3CmRqK2o

4.  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

5.  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

6.  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/l
esson3.html
Design Automated by Computer (GM)

7.  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

8.  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

9.  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

10.  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

11.  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!

12.  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…

13.  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

14.  22ème version!
 Les nouveautés présentées au SWW2014….
Et SolidWorks …

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