L'histoire de la modélisation 3D

Des premières techniques d'arpentage antiques aux outils de CAO modernes : un panorama historique de la modélisation 3D.

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Illustration abstraite aux couleurs Tech-Alsace

Les méthodes et technologies utilisées aujourd'hui pour la modélisation 3D n'existeraient pas sans les développements de la topographie civile et de divers types de modélisation. On peut retracer l'histoire de la modélisation 3D jusqu'aux temps anciens.

De l'Antiquité à la géométrie moderne

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Égypte et Rome antiques
Les anciens Égyptiens ont construit les pyramides avec les premières techniques d'arpentage et ont utilisé la géométrie pour rétablir les limites des terres agricoles après les inondations le long du Nil. Dans la Rome antique, l'arpentage civil est devenu une profession reconnue, et les géomètres ont créé des systèmes de mesure pour évaluer et enregistrer les terres conquises.
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Euclide et la géométrie
Euclide, considéré comme le fondateur de la géométrie et qui vécut dans la Grèce antique, a développé des idées qui ont inspiré de nombreuses techniques modernes d'arpentage et de modélisation 3D.
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Descartes et la géométrie analytique
Dans les années 1600, le mathématicien français René Descartes a inventé la géométrie analytique, aussi appelée géométrie des coordonnées, qui est à la base de la modélisation 3D telle qu'on la pratique aujourd'hui.

Un peu d'histoire sur l'impression 3D

XVIIIe siècle : la triangulation

Les géomètres européens ont découvert qu'ils pouvaient utiliser diverses mesures d'angle prises depuis différentes zones pour identifier un emplacement précis, une technique connue sous le nom de triangulation. De nouveaux outils, tels que les roues de mesure, les circonférenteurs, les boussoles de Kater et les chaînes de Gunter, ont alors gagné en popularité. Dans le même temps, les mathématiciens anglais James Joseph Sylvester et Arthur Cayley ont développé les mathématiques matricielles, qui permettent aujourd'hui aux images générées par ordinateur d'afficher des reflets ou des distorsions de lumière.

Du ruban d'acier au GPS

Les géomètres ont ensuite utilisé des bandes d'acier et des bandes invar. Ces outils ont fini par céder la place à des technologies telles que la mesure de distance électromagnétique (EDM) et le positionnement par satellite (GPS). Les géomètres sont passés des boussoles aux théodolites, qui mesuraient les angles horizontaux et verticaux à l'aide d'un télescope rotatif, puis aux stations totales, des théodolites électroniques équipés de la technologie EDM permettant de mesurer à la fois les angles et les distances.

Naissance de la CAO

Les premiers systèmes de conception assistée par ordinateur (CAO) disponibles dans le commerce, qui transforment des données de relevé en représentations visuelles, ont ensuite été lancés. La première société de graphisme 3D, Evans & Sutherland, est apparue en 1968. Au cours des décennies suivantes, les programmes de CAO sont devenus plus avancés et plus largement disponibles.

Vers la modélisation 3D moderne

Dans le domaine du contrôle des machines, les utilisateurs sont progressivement passés de l'usage de piquets de relevé, configurés manuellement par les géomètres et lus visuellement par les opérateurs, à la modélisation 3D. Plusieurs technologies se sont combinées pour permettre cette évolution.

CAO

Transforme les données topographiques en modèle 3D.

GPS

Permet de localiser des emplacements précis.

LiDAR

Une technologie de télédétection qui utilise un laser pulsé pour mesurer des distances variables.

Photogrammétrie aérienne

Permet d'extraire des données topographiques à partir de photographies aériennes prises par drone.

Nuages de points

Utilise la technologie de balayage laser pour créer un ensemble de points de données tridimensionnels servant à construire un modèle.