Modulor

PyPI CI Python License: MIT OpenSSF Best Practices

Agent-native 的二维绘图 + 三维建模内核。没有 GUI，没有鼠标——JSON 进，几何出。

English: Modulor is an agent-native 2D drafting + 3D modeling kernel — the geometry layer for the agent era. No GUI: the entire tool is a self-describing JSON op protocol (77 ops, contract-tested) over a plain-JSON document format, callable via CLI, JSON-Lines pipe, MCP server or Python. Parametric recipes, architectural semantics, freeform surfaces, DXF/glTF interop, a built-in verification loop (measure / validate / render-and-see), and a conformance checker for the format. Agents read AGENT_GUIDE.md; the API contract lives in docs/API.md; the file format spec in docs/FORMAT.md. Named after Le Corbusier's Modulor — a universal measure for building, this time for machines.

传统 CAD软件 是为人类的眼睛和手设计的：菜单、视口、 捕捉、快捷键。Agent 调用它们时，要么模拟人类操作，要么穿过厚重的插件层。 Modulor 反过来：把 CAD 的几何核心保留下来，把交互层整个换成 Agent 的母语 ——结构化命令、结构化结果、结构化错误，外加一条"渲染成图、亲眼验证"的反馈回路。

                ┌─────────────────────────────────────────┐
   Agent ──────▶│  CLI batch │ CLI pipe │ MCP │ Python API │
                └──────────────────┬──────────────────────┘
                                   ▼
                       JSON 命令（自描述 op 协议）
                                   ▼
                ┌─────────────────────────────────────────┐
                │  几何内核：manifold3d (Clipper2 + Manifold) │
                │  2D/3D 布尔 · 偏移 · 拉伸 · 旋转体 · 切片    │
                └──────────────────┬──────────────────────┘
                                   ▼
        .json 文档 · SVG · DXF · PNG 渲染 · OBJ / STL / GLB

核心能力（77 个自描述操作，接口已冻结于 1.0-rc）

扩展生态：领域能力住扩展包——装上扩展即获得 mech.gear 渐开线齿轮（官方模板）； 三十行代码就能写出你自己的扩展，命名空间与 API 法律由机制强制， 见 docs/PLUGINS.md。

身份与治理：项目名/包名/CLI/格式标识已正式冻结； Standard（规格，供第三方实现）与 Core（参考实现，canonical 而非排他）的 边界、semver 与兼容政策、RFC 流程见 GOVERNANCE.md。

标准的两半都已成文并由测试看守：op 协议——docs/API.md （由注册表生成）+ 机器可读契约 docs/api.json，实现与契约 不一致时测试直接失败；文档格式——docs/FORMAT.md 规格

• docs/document.schema.json（JSON Schema）， 每份示例文档都在 CI 里对着 schema 验证。

与主流 CAD 的互操作是契约（docs/INTEROP.md）： DXF 导出为 R2000 原生对象（ELLIPSE/SPLINE/HATCH/关联 DIMENSION/ BLOCK+INSERT），在 AutoCAD 里直接可编辑；导入保留块结构；每个导出文件 在 CI 里由 ezdxf（DXF）与 ifcopenshell（IFC4）做语义级校验。

• 参数化（文档 = 数据 + 配方）：任何数值字段接受表达式 （"bay*3"、"level_top('L2')"、"grid_x('B')"）；recipe_set 把生成 命令存进文档作为设计意图，set_param + regenerate 一条命令全模型 联动重建——"柱距 4m 改 5m，其他保持联动"就是这两个调用

• 建筑语义：轴网 add_grid（平面出轴线+编号气泡，交点可在表达式中引用）、 标高 add_level、房间 add_room（平面自动标注名称+面积 m²）、 面积报告 program（按名称/标高/类型汇总）、坡屋顶 add_roof（平/单坡/双坡）、 楼梯 add_stair（自动按舒适度公式 2R+T=630 排踏步）、幕墙 add_facade

• 方案迭代：snapshot / restore 快照，diff 对比两个方案 （参数变更、实体增删改、体积面积增量），recipe 让设计意图跨方案继承

• 2D 制图：线 / 多段线 / 样条曲线 / 圆 / 弧 / 矩形 / 文字、 对齐·角度·半径标注（自动测量）、圆角 / 倒角、图层、2D 布尔、偏移

• 建筑墙体：中心线画墙（直线、闭合环、样条曲线墙），门窗洞口按 沿墙距离定位，平面图出双线+开启线，3D 自动成体

• 3D 建模：体块 / 圆柱 / 球 / 拉伸（扭转、收分）/ 旋转体 / 稳健 3D 布尔（Manifold 内核，不会产生破面）/ 切片 / 平面与立面投影 / 抽壳

• 自由形态（Agent 的主场）：断面放样 loft（纵向样条插值出流动曲面）、 沿空间路径扫掠 sweep、自由变形 deform（扭转/锥化/弯曲）、 隐式曲面 add_implicit（用数学表达式雕塑形体，smin/smax 平滑融合）、 网格平滑 smooth——Zaha 级别的异形语汇，全部走 JSON 命令

• 变换：移动 / 复制 / 旋转 / 缩放 / 镜像 / 网格与环形阵列，2D/3D 通吃

• 反馈回路：measure / validate / find 空间查询 / render labels=true 把实体 id 印在图上 / snapshot·restore 文档快照

• 互通：导出 SVG · DXF · OBJ · STL · GLB(PBR) · IFC4 语义 BIM （墙带真洞口、标高/轴网/房间面积量，Revit/Archicad 直接打开）；导入 DXF （LINE/CIRCLE/ARC/POLYLINE 含弧段/TEXT/MTEXT/SPLINE/ELLIPSE + 图层颜色， 不支持的类型计数报告，绝不静默丢弃）——Agent 可以接手人类的存量图纸

• 渲染：纯 numpy 软件光栅器，平面图 PNG 与 3D 着色 PNG（特征边 + 坐标轴）， 多模态 Agent 可直接"看见"自己建的模型——MCP 的 cad_render 直接返回图像

• 实时查看器：modulor serve 起一个严格只读的浏览器窗口 （2D 平面 + WebGL 3D 轨道视图 + 图层开关 + 一键下载），监视文档文件， 任何 Agent 通过任何通道修改文档，页面自动跟随刷新——人类看，Agent 干

安装

pip install modulor          # 内核依赖仅 numpy + manifold3d
pip install modulor[check]   # 可选：格式一致性校验（modulor check --strict）

开发安装：克隆本仓库后 pip install -e .[dev]，pytest tests 跑全部测试。

60 秒上手

modulor ops                      # 看所有命令（自描述，无需读文档）
modulor ops add_wall             # 看单个命令的参数/默认值/示例

echo [{"op":"add_box","size":[100,60,40]},{"op":"render","path":"a.png"}] > s.json
modulor run model.json s.json    # 批量执行（原子性：失败则不落盘）

modulor repl model.json          # 长会话：一行 JSON 进，一行 JSON 出
modulor mcp                      # MCP stdio 服务器
modulor serve model.json         # 只读查看器：浏览器实时跟随文档变化

查看器：左 2D 平面（滚轮缩放/拖拽平移），右 WebGL 3D（轨道相机）， 底部图层开关，顶部 SVG/DXF/GLB/STL 下载。零前端依赖，单文件 HTML，离线可用。

MCP 客户端配置（如 Claude Code）：

{"mcpServers": {"modulor": {"command": "modulor", "args": ["mcp"]}}}

接入你的 Agent：integrations/ 提供即插即用包——Claude Code skill、Cursor 规则、Codex AGENTS 片段、OpenAI 兼容工具定义（GPT/Kimi/通义/DeepSeek 直接加载）、LangChain/AutoGen/CrewAI 集成、中文接入说明、以及 8 个 CI 实测的命令配方（COOKBOOK）。

示例

modulor run out\studio.json examples\floorplan.json —— 户型图： 闭合外墙环 + 隔墙 + 4 门窗 + 标注链 + 房间标签 → SVG/DXF/PNG → 一键长成 3D（含楼板）→ GLB。

modulor run out\bracket.json examples\bracket.json —— 机械零件： 偏移做圆角板 + 孔阵列 + 腰形槽（2D 布尔）→ 拉伸 → 凸台镗孔（3D 布尔）→ 体积测量 → STL/GLB/OBJ + 剖面 DXF。

modulor run out\zaha.json examples\zaha.json —— 异形建筑： 三断面样条放样出流线塔楼（loft+twist）+ 飘带天蓬（sweep）+ 样条曲线墙 + 隐式曲面融合展亭（add_implicit smin）→ GLB。

modulor run out\param.json examples\parametric.json --as-recipe —— 参数化建筑：5 个参数驱动轴网/标高/柱阵/楼板/幕墙/坡屋顶/楼梯/房间； 之后 {"op":"regenerate","params":{"bay":5000,"floors":4}} 一条命令， 整栋楼重新协调（OFFICE 面积 76.8m² → 120m²，diff 给出完整对比报告）。

建筑平面（双线墙、门扇、标注链）	机械零件（2D/3D 布尔）	异形建筑（放样/扫掠/隐式曲面）

参数化联动——同一份配方，{"op":"regenerate","params":{"bay":5000,"floors":4}} 一条命令重建整楼：

bay=4000 · 3 层	bay=5000 · 4 层（regenerate 之后）

城市体块（分区/裙房塔楼/扭转地标）

规模参考（scripts/bench.py，20 层塔楼 401 条命令）：构建 0.08s、 文档 0.04MB（墙体参数化存储）、着色渲染 2.2s、GLB 导出 0.05s。

设计原则（Agent-native 的含义）

1. 命令即 API，API 即文档：每个 op 自带参数 schema、默认值与示例， help 一个调用拿全；参数拼错会收到 "did you mean ..." 。
2. 一切皆可验证：建完就能 measure、validate、render——Agent 不必 盲信自己的输出。
3. 原子批处理：批量命令要么全部成功落盘，要么报出第几条错在哪，文档不脏。
4. 用标签不用坐标 id：布尔运算会消耗实体，tag 让选择器稳定。
5. 文档就是纯 JSON：可 diff、可入库、可手改，没有二进制黑盒。

项目结构

modulor/
  document.py    文档模型（图层/材质/实体/选择器/序列化）
  engine.py      批处理执行器（原子性、结构化错误）
  geometry.py    向量/仿射/弧离散化/墙体轮廓偏移
  shapes.py      实体 <-> 几何内核（CrossSection/Manifold）桥
  ops/           全部操作：绘图、建模、参数化、建筑语义、变换、查询、导出
  exporters/     SVG · DXF · OBJ · STL · GLB（全部手写，零重依赖）
  render/        软件光栅器、笔画字体、2D/3D 渲染
  cli.py         run / op / repl / ops / new / info / serve / mcp
  mcp_server.py  MCP stdio 服务器（手写 JSON-RPC，无 SDK 依赖）
  viewer/        只读实时查看器（stdlib HTTP + 单文件 HTML + 自写 WebGL）
tests/           行为 + 契约 + 模糊测试（pytest）
examples/        户型图与机械零件全流程脚本
AGENT_GUIDE.md   给 Agent 看的完整使用指南

License

MIT

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mcp-name: io.github.bcllcc/modulor