从手绘图纸、2DCAD到3DCAD，简析CAD的进化之路

如果没有CAD，设计师怎么画图？在没有电脑，没有CAD的年代，大到城市布局，小到一个螺丝钉，都是制图师在图纸上一笔笔画出来的。再往前回溯，远古时期，我们的祖先就曾在石洞内，用粗糙的打制石器创造原始壁画。

人类的发展史，亦是一部设计史，CAD的诞生彻底改变了设计的方式，也让设计的发展产生了质的飞越。
如今，CAD技术应用无处不在。CAD软件，学名叫做计算机辅助设计软件，简单来说，CAD技术就是利用计算机软件绘制设计图模拟实物，应用场景十分广泛，大到建筑、桥梁、道路、飞机、船舶、汽车，小到数码相机，手机，电视，衣服，电脑等。

CAD软件经历了哪些重要历史阶段实现了今天的成果？让我们从最初的起点开始回顾。

绘图时代——低效、重复劳动的时代

在早期，工程师采用手工绘图，他们用草图表达设计思想，手法不一。后来逐渐规范化，形成了一整套规则，具有一定的制图标准，从而使工程制图标准化。但由于项目的多样性、多变性，使得手工绘图周期长、效率低、重复劳动多，从而阻碍了设工程设计的快速发展。
工程师们梦想着何时能甩开图板，实现自动化画图，将自己的设计思想用一种简洁、美观标准的方式表达出来，便于修改，易于重复利用，提高劳动效率。

CAD软件鼻祖——Sketchpad
国际CAD历史可以算是从1957年开始，这也是世界上公认的一个时间点。那一年，国际上第一个数控编程程序诞生。1963年，MIT博士生Ivan Sutherland做博士论文的时候开发了一个叫Sketchpad的绘图软件，这个才真正开始了CAD的历史。

Ivan Sutherland和他的Sketchpad 图源：slideshare

这是一个**性的系统，设计人员可以使用光笔在电脑屏幕上绘图，以图形方式与计算机进行交互。即使它与今天的CAD软件相比十分原始，但着实具有独创性。它将工程师从图版中解放出来，不仅仅让数字制图成为可能，也让图样的设计、绘制、复制、更新都变得更加便捷。
Sketchpad的诞生不仅改变了制图方式也为工业设计提供了全新思路。由于早期计算机的高成本以及飞机和汽车独特的机械工程要求，大型航空航天和汽车企业成为CAD软件最早的商业用户。

从2D到3D——提升的不仅仅是维度

1960年代~1970年代是属于2D CAD的时代，这个时期的CAD主要用于制图，设计师使用计算机来创建二维图形和图纸。比较典型的例子是AutoCAD，它于1982年推出，至今仍然是最流行的2D CAD软件之一。
与此同时人们也对3D CAD软件的研究和商业兴趣迅速增长。这十年间，最有影响力的研究之一是CAD软件的复杂3D曲面建模。
时间来到1980年代-1990年代，3D CAD时代到来，在这个时期，CAD技术开始向三维发展，设计师可以使用计算机来创建立体模型，从而更好地模拟真实的物体，一些典型的3D CAD软件包括SolidWorks、CATIA等，这些软件不仅具有更加完善的功能和更高的性能，还具有更加友好的用户界面和更完善的文档支持。

SolidWorks 95与Windows 95一起发布 图源：Microsoft

如今三维CAD软件还在蓬勃发展，目前形成了以达索、西门子、PTC等少数几家主流厂商为主的全球三维CAD软件市场格局。国内CAD软件目前也是百舸争流、蒸蒸日上，涌现了一批国产三维CAD软件新势力。
新迪数字目前已经实现了三维CAD的国产替代，这家公司是由国际工业软件领域知名科学家、教育部第四批长江学者、原达索 SolidWorks 公司首席科学家叶修梓博士创立，公司坚持二十年深耕三维 CAD 技术领域。
服务于产品研发设计领域，提供以三维 CAD 软件为核心的研发设计解决方案，广泛应用于装备制造、汽车及轨道交通、新能源、高科技电子等多个行业，也是工信部认定的第一批制造业与互联网融合试点示范企业。2023年，新迪数字隆重推出了的新迪天工 CAD，也让三维 CAD的国产替代成为了现实。
云CAD时代——让设计更方便
随着云计算技术的兴起，CAD软件开始转向云端，这使得设计师可以在任何地方访问CAD软件并与团队成员协作，大大提升了设计的便捷性，随时随地云端办公。借助基于云的CAD，全球的设计人员可以同时处理CAD模型。
如国内三维CAD软件厂商新迪数字打造的天工云CAD，更是创造了一种全新的工作方式。天工云CAD这款全新的工业云软件产品，面向产品研发设计过程，满足三维设计、数据管理、协同共享等“端到端”应用需求。
采用新颖的“端+云”融合架构和统一的云端产品数据模型，所有数据在云端集中存储，设计数据安全可靠、应用场景一体集成、IT管理规范灵活，帮助企业实现“云协同”环境下的高效设计与顺畅沟通。
回顾CAD的发展历史，我们可以发现随着计算机技术的不断发展，CAD软件的功能、性能和应用领域都得到了极大的扩展。从20世纪60年代起步到21世纪现在，CAD软件从仅支持二维图形到支持三维建模和多人协同设计，从PC端到移动设备，不断为设计师提供更加高效、准确的工具，为人们的生产和生活带来了诸多便利和创新。
至今，CAD的发展已经有近70多年历史了，但CAD的故事才刚刚开始，期待下一个十年，CAD软件技术的不断发展，为我们带来更多惊喜和改变！