Что появилось раньше, 2D или 3D CAD?

Первой программой САПР, которую когда-либо видели большинство конструкторов предыдущего поколения, был AutoCAD. Он был создан в 1982 году небольшой группой разработчиков из округа Марин (к северу от Сан-Франциско) и быстро захватил рынок САПР. Через 20 лет AutoCAD стал lingua franca проектирования.

Первая версия AutoCAD была строго 2D, но Autodesk добавила третье измерение в AutoCAD 2.1 в 1985 году. По-видимому, они решили, что им это нужно, поскольку они шли по пятам за 3D MCAD-гигантом PTC. Однако большинство проектировщиков предпочли остаться в зоне комфорта 2D и продолжали использовать CAD как электронную версию своих чертежных столов.

CAD вошел в мейнстрим благодаря миллионам пользователей 2D CAD, имевших доступ к компьютерам бедняков (IBM PC вместо рабочих станций на миникомпьютерах, требуемых программами MCAD). Чертежный стол перешел в разряд музейного экспоната. Только с выходом SolidWorks 95, через 13 лет после появления AutoCAD, 3D CAD вошел в мейнстрим.

Первый показ картин

Первой коммерчески доступной системой САПР была Picture System от Evans & Sutherland. Давайте вернемся на несколько лет назад. В 1963 году Айван Сазерленд из Evans & Sutherland уже создал Sketchpad для своей PhD диссертации в MIT. Музей компьютерной истории признает Sketchpad первой интерактивной 3D-программой САПР. Однако Sketchpad и рабочая станция, на которой он работал (экспериментальная TX-2, созданная в MIT), так и остались в лаборатории и не вышли на рынок.

После окончания MIT Сазерленд объединился с Дэвидом Эвансом, и они основали Evans & Sutherland. Неизвестно, какая часть кода Sketchpad оказалось в программах САПР Evans & Sutherland, первой из которых была LDS-1. Их первым успехом в 1968 году стала Picture System для «интерактивных, динамических 3-D линейных чертежей» (на картинке выше).

После того как Сазерленд покинул здание лаборатории Линкольна, MIT продолжил разработку Sketchpad, создавая 3D функционал. В старой черно-белой кинохронике мы видим Тимоти Джонсона в очках, костюме и галстуке, проводящего, возможно, первую в истории демонстрацию САПР. Он сидит, по-видимому, в диспетчерской атомной электростанции или, например, в командном пункте линкора. Таково было состояние компьютеров в то время, с их вращающимися дисками и переключателями для ввода команд, что было шагом вперед по сравнению с перфокартами. Sketchpad использовал революционное световое перо, которое манипулировало объектами на экране, и прославленный осциллограф с 7-дюймовым квадратным экраном, на котором мерцают линии.

Однако линии не были обычными линиями, такими как линии, нарисованные на бумаге, а Sketchpad не был обычным блокнотом.

Джонсон показывает простой дом, похожий на тот, который нарисовал бы ребенок. Он показывает вид спереди, сверху и сбоку, как это сделал бы чертежник. Затем происходит волшебство. Он рисует вершину крыши на одном виде, который тут же появляется на других видах. То, что могло выглядеть как четыре независимых чертежа, на самом деле было видами одной 3D-модели. Это было первое автоматическое создание вида с использованием одного источника истины — 3D-модели.

Как и в случае с каждым технологическим прорывом, мы должны учитывать его влияние на человечество. Не оставит ли автоматическое создание видов без работы тех, кому за это платят?

Они ненадолго останавливаются, чтобы подумать, — и быстро идут дальше. Технологии тогда, как и сейчас, неумолимы. Автоматическое и безболезненное извлечение ортогональных видов должно было стать главным коммерческим аргументом Sketchpad — если бы MIT его продавал. Репортер мог бы сразу же подготовить материал, если бы он осознал масштаб того, что он увидел. Но нам нужно подождать. Джонсону есть что рассказать.

Чтобы доказать, что это действительно 3D, а не какая-то имитация, дом, на гранях которого есть F, T и S (для вида спереди, сверху и сбоку), повернули вокруг вертикальной оси. Конечно же, S оказывается на другой стороне, когда дом поворачивается на 180°. Здесь нет обмана. Однако это предустановка для того, что мы увидим дальше.

Лоуренс Робертс из Массачусетского технологического института показывает нам каркас простой детали. «Что если бы вы натянули «ткань» на проволоку?» Деталь вращается вокруг вертикальной оси, а ткань скрывает края или части краев, которые не были бы видны с точки зрения пользователя.

Алгоритм чрезмерно нагружает TX-2. Компьютер не справляется. Он зависает и останавливается во время вращения. Помните, это было в 1960-х годах.

«Компьютер выполняет много вычислений», — пояснил Робертс.

Вероятно, разочарованный остановкой отображения репортер не так впечатлен, как должен был быть. Возможность удалять на экране линии, которые не видны при просмотре в реальной жизни, является ничем иным, как технологическим чудом, на 50 лет опередившим свое время. Любой, кто видел это и кому раньше приходилось интегрировать беспорядочные сплошные и пунктирные линии, которые часто представляют собой двумерные ортографические виды, в трехмерный мысленный образ, а затем в изометрический вид со скрытыми линиями — упражнение уровня кубика Рубика — был бы сбит с толку. Репортер спрашивает, насколько большим является «документ» за «окном». К его полному изумлению, ширина составляет 2 мили.

Теперь у нас есть история.