建物模型制作のための 3D → 2D 展開図（SVG）自動生成 CAD
Paper-CAD は、ブラウザで建物の 3D モデルを作成・インポートし、紙模型用の 2D 展開図（SVG）へ自動変換する Web ベース CAD です。OpenCASCADE を利用した高精度な展開処理で、設計負担を大きく削減します。
- モデリング: 3D モデル作成、STEP インポート、3D リアルタイム表示
- 展開: 折り線・切り線の分類、面番号付与、A4/A3/Letter に対応
- 出力: SVG / PDF 形式で、印刷・加工に適したレイアウトを生成
- 都市モデル対応: CityGML や PLATEAU のインテグレーションが実装済み。建物名を指定するだけで建物がインポートできます。
- ランディングページ: 製品紹介用の LP が
/lpに独立して実装されています。
前提:
- Node.js 18 以上
- Python 3.10 以上（Conda 推奨）
cd backend
conda env create -f environment.yml
conda activate paper-cad
python main.py # http://localhost:8001cd frontend
npm install
npm run dev # http://localhost:8080cd lp
npm install
npm run dev # http://localhost:5173# backend
python main.py
# frontend (別ターミナル)
npm run dev# backend
ENV=demo python main.py
# frontend (別ターミナル)
npm run democd lp
npm run build
npm run preview # ビルドした成果物をプレビュー# frontend
npm run build
npm run deploy:production
# backend
docker compose up -dフロントエンド:
npm run build:wasm: C++ WebAssembly モジュールをビルドnpm test/npm run testc: Jest テスト（testcはカバレッジ付き）npm run format: Prettier + clang-format
バックエンド:
pytest: テスト実行pytest tests/citygml/streaming/: CityGML ストリーミング関連のみ
ランディングページ (/lp):
npm run dev: 開発サーバー（Vite）npm run build: プロダクションビルドnpm run preview: ビルド成果物のプレビュー
フロントエンド（ビルド時に埋め込み）:
STEP_UNFOLD_API_URL（任意、未設定時はhttp://localhost:8001/api）: バックエンドAPI URLSTEP_UNFOLD_WS_URL（任意、将来拡張用）: 現時点では未使用
.env.development / .env.demo / .env.production.example を使用します。
バックエンド:
PORT（デフォルト 8001）FRONTEND_URL（CORS 用）CORS_ALLOW_ALL（開発向け）
.env.development / .env.demo / .env.production を使用します。
東京23区のPLATEAU CityGMLデータを事前ダウンロードし、処理速度を10-50倍高速化できます。
- データサイズ: 圧縮ZIP 500MB-1GB、展開後2-3GB
- 対象: 東京23区すべて（area_code: 13101-13123）
- 実装方式: セットアップスクリプトで事前ダウンロード（オプトイン）
- 3-5GB以上の空きディスク容量
- 安定したインターネット接続（30-60分のダウンロード時間）
- Conda環境:
conda activate paper-cad
まず、tokyo23_datasets.jsonを生成します。ClaudeにPLATEAU MCPツールを使用してファイルを生成するよう依頼してください:
[
{
"area_code": "13101",
"ward_name": "千代田区",
"dataset_id": "d_13101_bldg",
"year": 2023,
"registration_year": 2024,
"open_data_url": "https://assets.cms.plateau.reearth.io/...",
"lod_levels": ["LOD1", "LOD2"]
},
...
]cd backend
python scripts/setup_citygml_cache.py --datasets-json tokyo23_datasets.json期待される出力:
Checking disk space...
✓ 8.5 GB available
Loading Tokyo 23 wards dataset information...
Found 23 wards
[1/23] 千代田区 (13101)
Downloading ZIP... ████████████ 45.2MB
Extracting...
✓ Cached (150 files, 120.3 MB, 35 mesh codes)
[2/23] 中央区 (13102)
...
Building mesh → ward index...
✓ Index created with 1250 mesh codes
Cache setup complete!
Total wards: 23
Total size: 2.47 GB
backend/.env.developmentを編集:
CITYGML_CACHE_ENABLED=true
CITYGML_CACHE_DIR=data/citygml_cachepython main.py
# 起動ログに以下が表示されればキャッシュが有効:
# [CACHE] Loaded mesh index with 1250 entries東京の住所でテスト:
curl -X POST "http://localhost:8001/api/plateau/search-by-address" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"address": "東京駅", "radius": 0.001, "limit": 5}'ログに以下が表示されれば成功:
[PLATEAU] ✓ Cache HIT: mesh=53393580, ward=13101
「Insufficient disk space」エラー
- 5GB以上の空き容量を確保:
df -h(Unix) または エクスプローラー
「Failed to download {ward}」エラー
- ネットワーク接続を確認し、以下でレジューム:
python scripts/setup_citygml_cache.py --skip-existing --datasets-json tokyo23_datasets.json
「Cache MISS」が表示される
- メッシュコードが東京外の場合は自動的にAPIフォールバック
- キャッシュされていない地域では正常な動作
PLATEAUの新データリリース時（通常年1回）にキャッシュを更新:
rm -rf data/citygml_cache
# 最新のtokyo23_datasets.jsonを再生成
python scripts/setup_citygml_cache.py --datasets-json tokyo23_datasets.jsoncurl -X POST \
-F "file=@building.step" \
-F "page_format=A4" \
-F "scale_factor=0.01" \
"http://localhost:8001/api/step/unfold" \
-o building.svg人が流し読みするよりも、エージェントが正確に構造を把握できることを優先しています。
Paper-CAD/
├── frontend/ # TypeScript monorepo（npm workspaces）
│ ├── packages/
│ │ ├── chili-web/ # フロントエンド入口（index.ts など）
│ │ ├── chili/ # メインアプリケーション
│ │ ├── chili-ui/ # Web Components + CSS Modules UI
│ │ ├── chili-core/ # Document/Model/Material/Selection などのコア
│ │ ├── chili-three/ # Three.js 連携・3D 描画
│ │ ├── chili-wasm/ # WebAssembly バインディング
│ │ ├── chili-cesium/ # Cesium 3D Tiles for PLATEAU ビルディングピッカー
│ │ ├── chili-react-bridge/ # React 連携ブリッジ
│ │ ├── chili-controls/ # 操作/入力系の補助
│ │ ├── chili-geo/ # 幾何/座標補助
│ │ ├── chili-vis/ # 可視化ユーティリティ
│ │ ├── chili-storage/ # 永続化/ストレージ
│ │ └── chili-builder/ # ビルド補助
│ ├── cpp/ # OpenCASCADE ベース C++ → WASM
│ ├── rspack.config.js # ビルド設定
│ └── .env.* # フロント用環境変数
├── backend/ # FastAPI サーバー
│ ├── api/ # REST API ルーティング
│ │ ├── routers/ # エンドポイント定義
│ │ │ ├── step.py # POST /api/step/unfold, /unfold-pdf
│ │ │ ├── citygml.py # POST /api/citygml/to-step
│ │ │ ├── plateau.py # POST /api/plateau/search-by-address
│ │ │ ├── svg.py # SVG 関連エンドポイント
│ │ │ └── system.py # システム/ヘルスチェック
│ │ ├── endpoints.py # ルーター登録
│ │ └── helpers.py # API ヘルパー関数
│ ├── core/ # 展開パイプライン
│ │ ├── file_loaders.py # STEP/BREP 読み込み
│ │ ├── geometry_analyzer.py # 面/エッジ/隣接解析
│ │ ├── unfold_engine.py # 3D→2D 展開エンジン
│ │ ├── layout_manager.py # 配置/レイアウト
│ │ ├── svg_exporter.py # SVG 出力
│ │ ├── pdf_exporter.py # PDF 出力
│ │ ├── step_exporter.py # STEP 書き出し
│ │ └── brep_exporter.py # BREP 出力
│ ├── services/
│ │ ├── step_processor.py # パイプライン統合
│ │ ├── plateau_fetcher.py # PLATEAU 連携
│ │ ├── plateau_api_client.py # PLATEAU API クライアント
│ │ ├── plateau_mesh_mapping.py # メッシュコードマッピング
│ │ ├── coordinate_utils.py # 座標変換ユーティリティ
│ │ └── citygml/ # CityGML → STEP 変換（多層構造）
│ │ ├── core/ # 型・定数
│ │ ├── utils/ # XML/XLink/ログ
│ │ ├── parsers/ # 座標/ポリゴン解析
│ │ ├── geometry/ # ワイヤ/面/シェル構築
│ │ ├── transforms/ # CRS 変換/リセンタリング
│ │ ├── lod/ # LOD 抽出戦略
│ │ ├── pipeline/ # オーケストレーター
│ │ └── streaming/ # メモリ効率のよいストリーミング処理
│ ├── models/ # Pydantic モデル
│ ├── utils/ # 共有ユーティリティ
│ ├── tests/ # pytest テスト
│ ├── config.py # CORS/OCCT 設定
│ └── main.py # FastAPI 起動
├── lp/ # ランディングページ（Vite + React + Tailwind）
│ ├── src/ # React コンポーネント
│ ├── public/ # 静的アセット
│ ├── vite.config.ts # Vite 設定
│ └── tailwind.config.js # Tailwind CSS 設定
├── docs/ # 運用・最適化ドキュメント
├── AGENTS.md # Contributor ガイド
└── CLAUDE.md # アーキテクチャ詳細（AI 向け）
- 入口:
frontend/packages/chili-web/src/index.ts - UI:
chili-uiの Web Components、CSS Modules を使用 - 3D:
chili-threeが Three.js を統合 - 都市モデル:
chili-cesiumが Cesium 3D Tiles を使用した PLATEAU ビルディングピッカー機能を提供 - CAD カーネル:
frontend/cpp/の C++ を WASM 化してchili-wasmから呼び出し - 設定:
STEP_UNFOLD_API_URLはビルド時注入（.env.*）
- 主 API ルーター:
api/routers/以下に機能別に分離step.py:POST /api/step/unfold（STEP → SVG/JSON）、/unfold-pdfcitygml.py:POST /api/citygml/to-step（CityGML → STEP 変換）plateau.py:POST /api/plateau/search-by-address（PLATEAU 建物検索）
- 処理フロー:
step_processor.py→file_loaders.py→geometry_analyzer.py→unfold_engine.py→layout_manager.py→svg_exporter.py - CityGML:
services/citygml/以下に多層構造（LOD 抽出と変換パイプライン） - ストリーミング処理:
services/citygml/streaming/でメモリ効率のよい大規模 CityGML 処理
- 技術スタック: Vite + React + Tailwind CSS
- 入口:
lp/src/ - 目的: 製品紹介・マーケティング用のシングルページ
- OpenCASCADE が未インストールでも API は起動しますが、STEP 展開系は 503 になります。
- フロントエンドは
npm installをfrontend/で実行する必要があります（workspaces 依存）。
- PHASE:0 座標のリセンタリング（精度劣化を防ぐ）
- PHASE:1 XLink インデックス構築（参照解決の前提）
- PHASE:2-6 LOD 抽出 → 形状構築 → 検証
- PHASE:7 STEP 出力
Issue/PR を歓迎します。詳細は CONTRIBUTING.md をご覧ください。
このプロジェクトは GNU Affero General Public License v3.0 (AGPL-3.0) の下で配布されています。
重要: このソフトウェアは chili3d をベースにした派生作品です。chili3d は AGPL-3.0 ライセンスで配布されており、派生作品もそれに従います。
- chili3d - このプロジェクトのベースとなったオープンソース 3D CAD フレームワーク (Copyright (c) 2022-2025 仙阁)
- OpenCASCADE Technology
- 一般社団法人未踏 未踏ジュニア（2025年度採択プロジェクト）