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20世纪50年代，麻省理工学院（Massachusetts Institute 0fTechnology，MIT）的伺服机构实验室完成了数控铣床的研究，首先将计算机用于机械制造。随后，HJ·Gerber根据数控加工的原理为波音公司生产了世界上第一台绘图仪。并且，作为美国麻省理工学院研制的旋风I号计算机的附件，第一台图形显示器诞生。随后出现了具有指挥和控制功能的CRT显示器，利用该显示器，使用者可以用光笔进行简单的图形交互操作，这预示着交互式计算机图形处理技术的诞生和CAD技术雏形的出现。

20世纪60年代是交互式计算机图形学和以其为基础的CAD技术发展的重要时期。1962年，D·T·Ross和S·A·Coons合作，开始在机械设计方面探索计算机辅助的可能。与此同时，MIT的林肯实验室的I·E·Sutherland在其博士论文中，首次提出了“计算机图形学”这个术语，并提出了“交互技术”、“分层存储符号的数据结构”等一些至今还在使用的基本概念与技术。他提出了用光笔在显示器上选取、定位图形要素的Sketch.pad系统，实现了人机对话式的主作业；还提出了用不同的层来表示某一工程图的轮廓、剖面线和尺寸。他开发的Sketch.pad图形软件包可以实现在计算机屏幕上进行图形显示与修改的交互操作。在此基础上，美国的一些大公司和实验室开展了计算机图形学的大规模研究，并开始出现CAD这一技术术语。