15世纪某各种希腊著作的一本经印刷后广泛传播，大大刺激了人们对科学与数学的兴趣。与建筑学和筑城学密切相关的新数学也得到了广泛关注，在这些知识的帮助下，意大利人创造了新的要塞。新式要塞解决了中世纪堡垒面对炮击时的致命问题。早期战争中攻城方会偷偷溜进一些盲区，守成方只会在塔楼下方挖掘地道，两方在地下追逐的游戏对于城堡的安全也是一个隐患。
意大利工程师兼建筑师莱昂·巴蒂斯塔·阿尔伯蒂，建议在城堡的地下安装一套管道以监听敌方工兵的动静，后来，发现想要根本解决三角盲区的问题，就是把塔楼也改成三角形。新的设计消除了要塞所有的盲区，两侧的城墙炮位足以掩护城堡突出的尖角。阿雷佐的托斯卡纳城始建于1503年，是最早由新式“棱堡”守护的意大利城镇。现在仍然保留完好的“棱堡”是佛罗伦萨的达巴索古堡，建于1533年，被人盛赞其“坚不可摧，堪为欧洲之范”。经过改进后的城堡，还与外部街道形成了放射状，士兵可以快速从中央广场抵达任何一处，大炮和军火也能在各个防御点轻松调动。
新式的堡垒最终形状看起来像一颗星星，因此也得名为“星型要塞”。他很快传遍了欧洲，并且走向了世界，直到18世纪末，从加勒比海到印度，大部分的堡垒都采用了类似的结构。建筑师和工程师还带着星星要塞的土壤，拜访了各个城市的执政者，根据当地的财力决定要修建多少座“棱堡”。可惜随着城市的扩张，大部分星形要塞遭到了破坏，难觅踪迹。现在只有荷兰的纳尔登仍能找到一座保存相当完好的星形要塞。
设计和修筑要塞使用的勘测设备同样源自军事领域，它们的祖先是早期的天文学仪器。在大炮诞生最初的200年里，每一门炮都有着不同的差异，工程师需要对他们进行校准，炮筒水平和增加角度后开火时的不同的落点被记录下所有的数据，汇总成一份档案作为炮兵的参考资料。这样人们可以使用工具提升枪炮的射击精度。1537年，意大利工程师尼古拉·丰塔纳发明了“炮兵四分仪”的测角器，帮助士兵摆脱了繁琐的测量工作，这个仪器还加装了测量火药分量的附件，以确保每一次开炮时火药的推力相同。
这一发明是基于14世纪伟大的犹太翻译家莱维·本·热尔松，将阿拉伯的科学著作传入西欧。1533年荷兰天文学家，鲁文大学数学教授赫马·弗里修斯出版了一本简明易懂的著作提出三角测量法的概念，之后使用直角器成为了一种共识。在测量过程中他还利用了星盘，新的设备与古老的天文仪器结合出了全新的高度。战场上的炮兵终于可以轻松迅速的算出火炮的仰角，到了1550年这个方法已相当普及。弗里修斯也将毕生的本领传给了自己的得意门生赫哈德斯·莫卡托。
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