CADの50年

Jan 05, 2024

エヴァン・ヤレス著 | 2013 年 2 月 13 日

によるEvan Yares 氏、ソフトウェア担当シニアエディター兼アナリスト

最初の CAD システムは 1960 年代初頭に作成されました。 最新の CAD プログラムは決して追いついていません。

1963 年 1 月、MIT の博士課程候補者アイヴァン サザーランドは、「スケッチパッド: マンマシン グラフィカル コミュニケーション システム」というタイトルの論文を提出し、現在では最初のインタラクティブ CAD システムの 1 つとして認識されているものを作成した自身の仕事について説明しました。

Sketchpad は MIT リンカーン研究所の TX-2 コンピューター上で実行されました。 これは当時世界最大のマシンの 1 つであり、306 キロバイトのコア メモリを搭載していました。 これは、人間とコンピューターの相互作用をテストするために設計されたという点で、現代のほとんどのコンピューターとは異なります。 I/O デバイスの標準装備に加えて、TX-2 にはコマンドを入力するためのプログラム可能なボタン、オシロスコープ/ビデオ表示画面 (1024×1024 ピクセルにアドレス指定可能)、入力用のライト ペン、および出力用のペン プロッターがありました。 。 これは、建物全体を使用したものではありましたが、ある意味、最初のパーソナル コンピューターでした。

MIT リンカーン研究所の TX-2 コンピューターを使用する Ivan Sutherland 氏。

バッチ指向だった以前のコンピュータ アプリケーションとは異なり、Sketchpad は対話型でした。 ライト ペンと入力ボタンを使用すると、十字カーソルを使用して画面上に直接描画できます。 このプログラムは、点、線分、円弧を基本要素としてサポートしていましたが、これらをマスター図面に保存して、コピーまたはインスタンス化することもできました。 この機能は、英数字文字グリフおよび電気回路図記号を作成するために使用されました。

Sketchpad を本当に際立たせた点の 1 つは、その制約管理サブシステムです。 描画後にエンティティに追加される明示的な制約をサポートするだけでなく、エンティティの描画時に作成される暗黙的な制約もサポートしました。 たとえば、線を描き始めて、カーソルを別の線の端点に近づけると、カーソルはその端点にスナップします。 そして、その 2 つの線が接続されていることを記憶します。 編集中に 1 つの行を移動すると、他の行も一緒に移動します。

スケッチパッドには、垂直、水平、垂直、一致、平行、整​​列、等しいサイズなどを含む 17 種類の異なる拘束が含まれていました。 これらのネイティブ (または「アトミック」) 制約を組み合わせて、より複雑な関係を作成できます。 スケッチパッドでは、各タイプを表すアイコン (シンボル) を使用して、画面上に制約を視覚的に表示することもできました。

拘束システムを使用すると、形状を大まかにスケッチし、幾何学的および位相関係を追加して、必要な正確な形状に修正することができました。 拘束を使用して、カンチレバー橋やアーチ橋に見られるような格子トラスの構造解析を行うことも可能でした。

視覚的には、Sketchpad は驚くほどインタラクティブでした。 エンティティの描画または編集時のラバーバンドをサポートしました (カーソルの移動に応じてエンティティが伸縮します)。また、エンティティの動的な移動、回転、スケールがサポートされました (つまり、カーソルの移動に応じてエンティティが移動、回転、スケールされます)。ズームとパン (もちろん動的に) をサポートしただけでなく、別の描画または編集操作の最中でも透過的にサポートしました。

Sketchpad は、新しいグラフィック要素タイプと新しい制約タイプの両方を追加できるように拡張可能に設計されています。 サザーランドがスケッチパッドの論文を提出した直後、ティモシー E ジョンソンはプログラムの 3D バージョンであるスケッチパッド III について説明した修士論文を提出しました。 ほぼ同時期に、Lawrence G. Roberts は博士論文を提出し、その中でアセンブリやリアルタイムの隠線除去を含む 3D ソリッドのサポートを Sketchpad に追加しました。

ティモシー・E・ジョンソン

Sketchpad はそれ自体で十分な注目を集めたと思われますが、サザーランド、ジョンソン、ロバーツはそれぞれ 16 mm 映画を制作し、自分たちの仕事を実証しました。 これらのフィルムを組み合わせたものが、1964 年にボストンのテレビ局 WBGH の 30 分番組で使用されました。 (これを編集したものと思われる映画が YouTube にあります。「Ivan Sutherland」で検索してください。) さらに、サザーランドとジョンソンは 1963 年春の合同コンピュータ会議で自分たちの研究に関する論文を発表しました。