Açık Kaynaklı B-Rep Geometri Çekirdekleri ve Ajan Tabanlı CAD Geliştirme: SolidCraft, CADCraft ve NVIDIA USD BRep İncelemesi

Özet

Bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılımları, makine imalatından geomatik mühendisliği projelerine kadar topolojik doğruluk ve standart veri alışverişi gerektiren mühendislik disiplinlerinin temel altyapısını oluşturmaktadır. Ancak sınır temsili (B-Rep) geometri çekirdeklerinin yüksek geliştirme maliyeti ve kapalı lisans modelleri, açık kaynaklı alternatiflerin endüstriyel olgunluğa erişmesini uzun yıllar sınırlandırmıştır. Bu teknik incelemenin amacı, Ekim 2026 itibarıyla açık kaynak olarak yayımlanan SolidCraft ve CADCraft uygulamaları ile NVIDIA USD BRep (SMLib) geometri çekirdeğini mimari bileşenleri, geliştirme protokolleri ve doğrulama metrikleri açısından değerlendirmektir. İnceleme kapsamında projelerin kaynak kod depoları, CLAUDE.md otonom ajan yönergeleri, yol haritası parite verileri ve geometrik doğrulama test çıktıları incelenmiştir. Bulgular üç noktada toplanmaktadır: İlk olarak, temiz oda (clean-room) protokolüyle çalışan yapay zekâ kodlama ajanları, saf Rust tabanlı bir CAD uygulamasının alfa sürümü için gereken geliştirme süresini 50 ila 82 ajan saatine indirmiştir. İkinci olarak, SolidCraft referans veri setindeki 76 parçanın 75’inde (%98,7) analitik hacim ve kütle merkezi eşleşmesi sağlarken, CADCraft 2B çizim işlevlerinde %55, genel AutoCAD uyumluluğunda ise %29 özellik paritesine ulaşmıştır. Üçüncü olarak, yerleşik Model Context Protocol (MCP) sunucuları sayesinde dil modelleri 3.323 ardışık parametrik adımdan oluşan bir keşif aracı modelini doğrudan komut arayüzü üzerinden hatasız oluşturabilmiştir. Bu sonuçlar, CAD yazılımlarında giriş engelinin geometri çekirdeği kodlamaktan; karmaşık Boolean kararlılığını, STEP/DWG veri kayıpsızlığını ve imalat toleranslarını kanıtlamaya kaydığına işaret etmektedir.

1. Giriş: Mühendislik Yazılımlarında Geometri Çekirdeği Darboğazı

Endüstriyel tasarım, yapı bilgi modellemesi (BIM) ve geomatik mühendisliği uygulamalarında kullanılan CAD yazılımları, grafik kullanıcı arayüzünün altında iki temel katmandan oluşur: geometrik kısıt çözücü (geometric constraint solver) ve katı modelleme çekirdeği (geometry kernel). Üç boyutlu cisimlerin bilgisayarda temsili için yapısal katı geometri (CSG), örtük uzaklık alanları (SDF/voksel) ve sınır temsili (B-Rep, Boundary Representation) olmak üzere üç ana yaklaşım kullanılmaktadır. Hassas imalat ve mühendislik çizimlerinde endüstri standardı olan B-Rep yaklaşımı; katı bir cismi tepe noktaları (vertices), kenarlar (edges), yüzey sınırları (wires/loops), yüzeyler (faces) ve kabuklardan (shells) oluşan topolojik bir çizge ile NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) tabanlı analitik/parametrik yüzey denklemlerinin birleşimi olarak tanımlar (Stroud, 2006).

Ticari CAD ekosistemi, kırk yılı aşkın süredir birkaç kapalı kaynaklı B-Rep çekirdeği etrafında şekillenmiştir. SolidWorks, Siemens NX, Solid Edge ve Onshape yazılımları Siemens tarafından geliştirilen Parasolid çekirdeğini; CATIA ve 3DEXPERIENCE platformu Dassault Systèmes’in CGM (Convergence Geometric Modeler) çekirdeğini; BricsCAD ve çeşitli dikey mühendislik çözümleri Spatial’ın ACIS çekirdeğini; Autodesk Inventor ve Fusion ise ACIS’ten çatallanan ShapeManager çekirdeğini kullanmaktadır. Açık kaynak ekosisteminde ise uzun yıllar boyunca üretim düzeyindeki tek kapsamlı B-Rep alternatifi, LGPL-2.1 lisanslı OpenCASCADE (OCCT) kütüphanesi olmuştur.

2026 yılı itibarıyla bu mimari yapıda iki eşzamanlı değişim gözlenmektedir: Birincisi, endüstriyel ölçekte test edilmiş B-Rep çekirdeklerinin esnek açık kaynak lisanslarıyla (Apache-2.0 ve MIT) erişime açılması; ikincisi ise otonom yapay zekâ kodlama ajanlarının (agentic coding / vibecoding) bu çekirdekler üzerine doğrudan Rust tabanlı CAD uygulamaları inşa etmesidir (Duran, 2026).

2. Açık Kaynaklı B-Rep Çekirdekleri: NVIDIA USD BRep (SMLib), Truck ve Solidcore

Bir B-Rep çekirdeğinin sıfırdan yazılması; teğet veya çakışık yüzeylerin Boolean kesişimlerinin (birleşim, fark, kesişim) nümerik kararsızlık olmadan hesaplanmasını, değişken yarıçaplı radyus/pah (fillet/chamfer) geçişlerinde G2 ve G3 eğrilik sürekliliğinin korunmasını ve bozuk sınırların topolojik onarımını (healing) gerektirir. Bu katmandaki maliyet eşiğini düşüren en somut adım, NVIDIA’nın USD BRep projesini Apache-2.0 açık kaynak lisansıyla yayımlaması olmuştur (NVIDIA-Omniverse, 2026).

USD BRep paketinin merkezinde, NVIDIA’nın 2022 yılında Solid Modeling Solutions şirketini satın alarak bünyesine kattığı ticari SMLib (Solid Modeling Library) çekirdeği yer almaktadır. Paket dört ana bileşen sunmaktadır:

• SMLib Çekirdeği: Tam NURBS eğri ve yüzey matematiği, B-Rep topoloji yönetimi, Boolean işlemleri, süpürme (sweep), kabuk oluşturma (shell/offset) ve G2/G3 sürekli yüzey harmanlama algoritmaları.
• Topolojik Onarım ve Doğrulayıcı (Healer & Validator): İçe aktarılan CAD modellerindeki açık kenarları, ters yüzey normallerini ve dejenere mikro yüzeyleri onaran doğrulama katmanı.
• Üçgenleme Motoru (Tessellator): Analitik B-Rep yüzeylerini görselleştirme ve sonlu elemanlar ağ üretimi için optimize edilmiş üçgen ağlara (mesh) dönüştüren modül.
• OpenUSD ve Python Bağlayıcıları: Katı modellerin üçgen ağa dönüştürülmeden doğrudan Universal Scene Description (omniSolid şeması) içinde saklanmasını ve usd-brep Python paketi üzerinden betiklerle yönetilmesini sağlayan arayüzler.

Buna paralel olarak Rust ekosisteminde Truck çekirdeği (Apache-2.0) ve SMLib’in C++ kod tabanını saf Rust diline taşıyan solidcore projesi geliştirilmektedir. Solidcore projesi; OpenCASCADE dönüştürücülerini ve USD bağımlılıklarını dışarıda bırakarak doğrudan NURBS matematiği, kesişim, Boolean, radyus ve kütle özellikleri modüllerini birim bazlı yan yana test koşumlarıyla (side-by-side test harness) C++ referansına kıyasla 10^-9 (1e-9) bağıl tolerans ve birebir topolojik eşleşme ölçütüyle doğrulamaktadır (Duran, 2026).

3. Ajan Tabanlı Geliştirme ve Temiz Oda Protokolü: SolidCraft ve CADCraft

Açık çekirdek altyapısı üzerinde yükselen SolidCraft (geliştirici: bherbruck) ve CADCraft (geliştirici: ArtCraft ekibi), yazılım geliştirme sürecinde otonom dil modeli ajanlarının kullanımına dayalı somut birer örnek teşkil etmektedir. Daha önce Adobe Creative Suite (PhotoCraft, VectorCraft, FilmCraft) ve Microsoft Office (WordCraft, GridCraft, DeckCraft) yazılımlarının Rust tabanlı açık kaynak alternatiflerini yayımlayan ArtCraft ekibi ile SolidCraft geliştiricisi, her iki CAD projesinde de ortak bir mühendislik protokolü uygulamaktadır.

Her iki kod deposunun kök dizininde yer alan CLAUDE.md dosyası, yapay zekâ kodlama ajanlarının uyması gereken kuralları teknik olarak sınırlandırmaktadır:

1. Temiz Oda (Clean-Room) ve Lisans İzolasyonu: Ajanların GPL veya LGPL lisanslı kaynak kodlarını (OpenCASCADE, FreeCAD, SolveSpace, LibreCAD) okuması açıkça yasaklanmıştır. Autodesk Fusion ve AutoCAD yazılımları yalnızca geliştirme makinesinde davranışları dışarıdan gözlemlenen birer kara kutu (black-box) olarak incelenebilmekte; dosya formatı okuyucuları yalnızca kamuya açık teknik şartnamelerden üretilmektedir.
2. Sıfır Çökme ve Regresyon Kapıları: Üretim kodunda Rust’ın panic! veya unwrap() çağrılarının kullanımı yasaklanmıştır. Tespit edilen her hata düzeltmesinin, sürekli entegrasyon (CI) hattında çalışan otomatik bir regresyon testiyle birlikte gönderilmesi zorunludur.
3. İş Yükünün “Ajan Saati” Cinsinden Planlanması: Geliştirme yol haritaları geleneksel insan-ay birimi yerine model çalışma süresiyle ifade edilmektedir. CADCraft yol haritası alfa sürümü için yaklaşık 50 Claude Opus 5.5 saati (3 ila 4 paralel ajan ile 15–20 saat gerçek zaman) öngörürken, SolidCraft kullanılabilir alfa sürümü için 82 ajan saati hesaplamaktadır (Duran, 2026).

4. Model Context Protocol (MCP) Üzerinden Otonom Geometrik Modelleme

Geleneksel CAD otomasyonunda dil modelleri, kullanıcının doğal dildeki istemini Python (ör. FreeCAD veya Blender betikleri) ya da OpenSCAD koduna tercüme ederek tek yönlü bir metin çıktısı üretir. Bu yaklaşımda model, ürettiği geometrinin topolojik olarak geçerli olup olmadığını veya hangi kenarın hangi yüzeye komşu olduğunu doğrudan sorgulayamaz.

SolidCraft, CADCraft ve SMLib üzerine inşa edilen bağımsız smlibpy projesi, bu darboğazı aşmak için Model Context Protocol (MCP) standardını doğrudan uygulama çekirdeğine entegre etmiştir. JSON-RPC tabanlı bu mimaride CAD yazılımı, tüm çizim ve katı modelleme işlemlerini yapılandırılmış araçlar (tools) olarak dışarıya açar:

• Deterministik Komut Yürütme: Yapay zekâ ajanı eskiz düzlemi tanımlama, geometrik kısıt (paralellik, eşmerkezlilik, teğetlik) ekleme, katılaştırma (extrude/loft) ve montaj mafsalı bağlama işlemlerini doğrudan JSON parametreleriyle çağırır.
• Kapalı Döngü Görsel ve Analitik Geri Bildirim: Ajan her işlemden sonra modelin hacmini, yüzey alanını, sınırlayıcı kutusunu ve izometrik/kesit görünüm ekran görüntülerini sorgulayarak tasarım hatasını aynı oturum içinde düzeltebilir.
• Ölçeklenebilir Unsur Ağacı: Topluluk geliştiricisi @0xlillith tarafından tamamen SolidCraft MCP sunucusu üzerinden modellenen SELENE bilimsel keşif aracı (rover), toplam 3.323 düzenlenebilir unsur adımından (editable timeline steps) oluşmaktadır ve unsur geçmişi baştan sona hatasız olarak yeniden hesaplanabilmektedir (Duran, 2026).

5. Sınırlılıklar, Veri Kayıpsızlığı ve Geomatik Mühendisliği Perspektifi

Açık kaynaklı çekirdekler ve ajan tabanlı yazılım üretimi, bir CAD sisteminin ilk prototip maliyetini düşürmüş olsa da mevcut projelerin mühendislik uygulamalarındaki teknik sınırlılıkları açıkça dikkate alınmalıdır:

1. Dosya Formatı Dönüşümlerinde Veri Kaybı (Round-Trip Fidelity): CADCraft mevcut sürümünde DXF ve DWG dosyalarını okuyup R2000 standardında kaydedebilmektedir; ancak henüz modellenmemiş varlık tipleri (unsupported entities) kayıt sırasında dosyadan düşmektedir. Ayrıca üretilen DWG/DXF çıktılarının ticari AutoCAD yazılımında sıfır veri ve katman kaybıyla açıldığı henüz bağımsız testlerle doğrulanmamıştır. Geomatik mühendisliğinde halihazır harita, imar planı, kamulaştırma ve kadastro paftalarında tek bir katmanın, blok özniteliğinin veya poligon kapalılığının bozulması hukuki ve teknik geçerliliği ortadan kaldırmaktadır.
2. Sınır Durumlarında (Edge-Case) Boolean Kararlılığı: SolidCraft’ın 76 referans parçanın 75’inde analitik hacim eşleşmesi sağlaması temel prizmatik ve dönel parçalar için önemli bir gösterge olmakla birlikte, geliştiricinin kendi raporunda da belirtildiği üzere bu testler tam geometrik ve iş akışı eşdeğerliğini kanıtlamamaktadır. Serbest formlu yüzeyler (T-splines / Class-A surfacing), karmaşık kabuk kalınlaştırma işlemleri, sonlu elemanlar analizi (FEA), CAM takım yolu üretimi ve standartlara uygun 2B teknik resim oluşturma modülleri henüz mevcut değildir.
3. Koordinat Sistemleri ve Jeo-Uzamsal Bütünlük: Harita ve altyapı mühendisliğinde kullanılan CAD ortamları (ör. AutoCAD Map 3D, Civil 3D, MicroStation, Netcad) yalnızca yerel kartezyen koordinatlarla değil, EPSG projeksiyon tanımları, jeoid ondülasyonu ve büyük koordinat değerlerinde (ör. UTM dilimlerinde milyon mertebesindeki kuzey/doğu değerleri) çift duyarlıklı (double-precision) kayan nokta yuvarlama hatalarını önleyen yerel ofset mekanizmalarıyla çalışır. Genel amaçlı 2B/3B klonlarda bu jeodezik altyapı henüz yer almamaktadır.

Sonuç olarak, 2026 yılı itibarıyla mühendislik yazılımlarında yaşanan dönüşüm, ticari CAD paketlerinin kısa vadede ikame edilmesinden ziyade giriş bariyerinin yer değiştirmesidir. Açık lisanslı B-Rep çekirdekleri ve otonom kodlama ajanları yazılım iskeletini kurma maliyetini önemli ölçüde azaltmıştır; ancak bir aracın endüstriyel tasarım ve mühendislik üretiminde kullanılabilmesi, ürettiği geometrinin matematiksel kararlılığını, standart formatlarla tam uyumluluğunu ve fiziksel imalat güvenilirliğini kanıtlamasına bağlıdır.

Veri ve Yazılım Erişilebilirlik Beyanı (Data & Software Availability): Bu incelemede değerlendirilen açık kaynaklı projelerin kaynak kodları ve doğrulama metrikleri ilgili GitHub depolarında kamuya açıktır: NVIDIA USD BRep (github.com/NVIDIA-Omniverse/usd-brep), SolidCraft (github.com/bherbruck/SolidCraft), CADCraft (github.com/ArtCraft-Suite/CADCraft) ve LEAP 71 PicoGK (github.com/leap71/PicoGK).

Çıkar Çatışması Beyanı (Conflict of Interest): Yazar, bu yazıda incelenen yazılım projeleri veya ticari kuruluşlarla herhangi bir finansal ya da kurumsal çıkar çatışması bulunmadığını beyan eder.

Yapay Zekâ Kullanım Açıklaması (AI Disclosure): Bu teknik incelemenin kavramsal çerçevesi, mühendislik değerlendirmesi ve nihai metin denetimi yazar (Dr. Öğr. Üyesi Burak Can KARA) tarafından gerçekleştirilmiştir. Açık kaynak kod depolarındaki teknik metriklerin derlenmesi, HTML dizgisi ve kapak illüstrasyonunun üretilmesi aşamalarında yardımcı araç (AI Copilot) olarak büyük dil modeli destekli iş akışı kullanılmıştır.

Kaynakça (APA 7)

• ArtCraft Suite. (2026). CADCraft: A clean-room open-source 2D CAD and drafting application in pure Rust with MCP integration [Computer software]. GitHub. https://cadcraft.org
• Duran, P. (2026, October 20). Vibecoded clones of SolidWorks and AutoCAD released as open-source. 3D Printing Industry. https://3dprintingindustry.com/news/vibecoded-clones-of-solidworks-and-autocad-released-as-open-source-255770/
• Herbruck, B. [@bherbruck]. (2026). SolidCraft: Open-source parametric 3D CAD in Rust with built-in Model Context Protocol (MCP) server [Computer software]. GitHub. https://solidcraft.io
• LEAP 71. (2024). PicoGK: Compact open-source computational engineering geometry kernel based on OpenVDB [Computer software]. GitHub. https://github.com/leap71/PicoGK
• NVIDIA-Omniverse. (2026). USD BRep: OpenUSD boundary representation solid modeling kernel powered by SMLib (Apache-2.0) [Computer software]. GitHub. https://github.com/NVIDIA-Omniverse/usd-brep
• Stroud, I. (2006). Boundary representation modelling techniques. Springer London. https://doi.org/10.1007/978-1-84628-616-2 [>10 yıllık temel referans]