Bamboo - AI 智能绘图、文档生成与数学动画工作流

一个使用LangGraph框架构建的AI Agent，支持智能绘图、高质量Markdown文档生成和数学动画制作。

功能特性

📊 智能绘图

✅ AI驱动：使用DeepSeek模型生成高质量绘图代码
📊 Matplotlib支持：生成各种类型的图表（折线图、柱状图、散点图等）
🔄 自动化流程：用户输入 → 代码生成 → 执行 → 保存图片
📁 本地保存：自动将生成的图表保存到本地
🎯 中文支持：完美支持中文显示
🛡️ 空白图像防护：智能检测并防止生成空白图像，包含详细的错误检查清单
🎨 流程图支持：支持生成专业的流程图和架构图
🧠 智能识别：根据描述类型自动选择最佳绘图策略（力学图、流程图等）

🎬 Manim 数学动画

🎥 AI驱动：使用DeepSeek模型生成高质量Manim动画代码
📐 数学可视化：完美支持函数绘图、几何变换、数学公式动画
🎨 丰富动画：支持3D场景、相机动画、粒子效果等高级特性
🎯 多质量渲染：支持低/中/高/4K四种渲染质量
🛡️ 代码防护：智能检测并修复括号配对、语法错误
🌐 中文支持：完美支持中文标注和公式渲染
🎓 教育场景：特别适合制作数学、物理教学动画

📝 文档生成（命令行）

✨ AI写作：使用DeepSeek模型生成高质量Markdown文档
🧮 数学公式：完美支持LaTeX数学公式渲染（基于KaTeX）
📚 结构化内容：自动生成大纲、章节、示例代码
🎨 格式规范：遵循标准的Markdown语法规范
📖 多领域支持：技术文档、教程、学术文章等
💻 命令行模式：通过CLI命令生成文档

🖼️ 带图片的文档生成

🎯 智能识别：自动识别文档中需要图片的部分
📊 图表生成：自动生成相关的图表并整合到文档中
🔗 无缝集成：图片与文档内容完美融合
💡 灵活配置：支持自定义图片生成选项

🌐 Web界面

📡 实时更新：通过WebSocket实时推送执行进度
📜 历史记录：查看和管理所有生成的图表和文档
🖼️ 预览功能：实时预览生成的图表和文档
📥 一键下载：方便地下载生成的文件
📄 文档预览：支持Markdown文档预览和内容查看
🗑️ 文件管理：支持删除单个文档或图片
🚀 快速启动：提供便捷的启动脚本
✏️ AI编辑器：智能文档编辑，支持AI修改选中文本内容
🎨 图片生成：在文档编辑器中直接生成图表并插入
🎬 动画生成：生成数学教学动画，支持多种质量选项

快速开始

1. 安装依赖

# 使用虚拟环境（推荐）
python -m venv venv
source venv/bin/activate  # Linux/Mac
# venv\Scripts\activate  # Windows

# 安装所有依赖
pip install -r requirements.txt

2. 配置API密钥

复制并编辑环境变量文件：

cp .env.example .env

编辑 .env 文件，添加你的DeepSeek API密钥：

DEEPSEEK_API_KEY=你的DeepSeek密钥

💡 提示：获取DeepSeek API密钥请访问 https://platform.deepseek.com

使用方式

方式一：快速启动脚本（推荐）

使用提供的启动脚本：

chmod +x start.sh  # 首次运行需要添加执行权限
./start.sh

脚本会自动检查虚拟环境和配置文件，然后启动Web服务器。

方式二：Web界面

手动启动Web服务器：

# 确保已激活虚拟环境
source venv/bin/activate

# 启动服务器
python app.py

然后在浏览器中访问：http://localhost:5001

Web界面功能：

📊 智能绘图：实时输入绘图需求，生成图表
🖼️ 带图片文档生成：输入主题，自动生成包含图表的Markdown文档
📊 可视化展示：实时显示工作流执行步骤
⚡ 实时更新：WebSocket推送状态更新
🖼️ 预览功能：预览生成的图表和文档
📜 历史记录：访问 /history 页面查看所有生成内容
📥 一键下载：下载生成的图片和文档
🗑️ 管理功能：删除不需要的历史记录
✏️ AI编辑器：选中文本后使用AI进行智能修改
🎨 图片生成：在编辑器中直接生成图表并插入
🔧 WebSocket测试：访问 /test 页面测试WebSocket连接

方式三：命令行模式

绘图功能

python draw_pic.py "你的绘图需求"

示例：

python draw_pic.py "绘制一个简单的折线图，显示2023年每个月的销售额"

文档生成功能

python write_md.py "文档主题"

示例：

python write_md.py "量子力学基础教程"

带图片的文档生成功能

python write_md_with_images.py "文档主题"

示例：

python write_md_with_images.py "量子力学基础教程"

此功能会自动识别文档中需要图表的部分，并生成相关图表整合到文档中。

Manim 动画生成功能

python manim_gen.py "动画描述" [质量]

示例：

# 生成中等质量动画（默认）
python manim_gen.py "展示一个圆从左侧移动到右侧的动画"

# 生成低质量动画（快速预览）
python manim_gen.py "绘制正弦函数图像" low

# 生成高质量动画
python manim_gen.py "展示三维立方体旋转" high

# 生成4K超高清动画
python manim_gen.py "复杂的数学公式变换动画" 4k

质量选项说明：

low: 480p, 15fps - 快速预览，文件小
medium: 720p, 30fps - 平衡质量（默认）
high: 1080p, 60fps - 最佳质量
4k: 2160p, 60fps - 超高清质量

工作流程

📊 绘图工作流

系统采用LangGraph构建的4步工作流：

润色提示词 (refine_prompt)
- 增强用户的绘图需求
- 添加必要的绘图要求和规范
- 包含物理约束和绘图最佳实践
生成绘图代码 (generate_code)
- 调用DeepSeek模型
- 生成完整的matplotlib绘图代码
- 智能识别绘图类型（数据图表、力学示意图、流程图等）
- 根据类型应用专门的绘图策略和提示词
- 确保代码可直接执行
执行绘图代码 (execute_code)
- 在安全环境中执行生成的代码
- 内置空白图像防护机制
- 验证数据有效性（检查NaN、Inf、全零等）
- 显式设置坐标轴范围和颜色
- 自动生成唯一文件名
- 保存图表到本地
验证图片保存 (save_image)
- 验证图片是否成功生成
- 获取图片大小等信息
- 返回执行结果

📝 文档生成工作流（命令行）

文档生成采用类似的5步工作流（仅支持命令行模式）：

润写作需求 (refine_prompt)
- 增强用户的写作需求
- 添加文档写作要求和格式规范
- 包含数学公式KaTeX兼容性要求
生成文档大纲 (generate_outline)
- 调用DeepSeek模型生成结构化大纲
- 确保逻辑清晰、层次分明
- 覆盖主题的所有重要方面
生成文档内容 (generate_content)
- 根据大纲展开完整内容
- 使用标准Markdown语法
- 自动修复LaTeX公式转义问题
保存文档 (save_document)
- 保存到 docs/ 目录
- 自动生成唯一文件名（带时间戳）
- 返回文件路径和大小
验证文档 (verify_document)
- 验证文件是否成功保存
- 统计文档字数、行数等信息

🖼️ 带图片的文档生成工作流

带图片的文档生成采用增强的8步工作流：

润写作需求 (refine_prompt)
- 增强用户的写作需求
- 添加文档写作要求和格式规范
- 包含图片生成指令
生成文档大纲 (generate_outline)
- 调用DeepSeek模型生成结构化大纲
- 确保逻辑清晰、层次分明
- 标注需要图表的位置
生成文档内容 (generate_content)
- 根据大纲展开完整内容
- 使用标准Markdown语法
- 在适当位置插入图片占位符
识别图片需求 (identify_image_requests)
- 分析文档内容，识别需要生成的图表
- 确定每个图片的类型和描述
生成图表 (generate_images)
- 为每个图片需求生成对应的绘图代码
- 智能识别图表类型（流程图、数据图表、力学图等）
- 针对不同类型使用优化的绘图策略
- 执行代码并保存图片
- 收集所有生成的图片路径
整合图片到文档 (embed_images)
- 将生成的图片路径替换文档中的占位符
- 生成包含图片的完整文档内容
保存文档 (save_document)
- 保存到 docs/ 目录
- 自动生成唯一文件名（带时间戳）
- 返回文件路径和大小
验证文档 (verify_document)
- 验证文件和图片是否成功保存
- 统计文档字数、行数、图片数量等信息

🎬 Manim 动画生成工作流

Manim 动画生成采用 4 步工作流：

润色动画需求 (refine_prompt)
- 增强用户的动画需求描述
- 添加动画制作要求和规范
- 包含布局和防重叠要求
生成动画代码 (generate_code)
- 调用 DeepSeek 模型生成 Manim 代码
- 智能识别场景类型（2D/3D/相机动画）
- 根据类型应用专门的代码生成策略
- 自动检测和修复括号配对问题
- 确保代码符合 Manim 语法规范
渲染动画视频 (execute_code)
- 在安全环境中执行生成的代码
- 使用 Manim 渲染指定质量的视频
- 自动清理缓存避免潜在问题
- 支持多种渲染质量选项
- 自动查找并移动生成的视频文件
验证视频保存 (save_video)
- 验证视频是否成功生成
- 获取视频大小等信息
- 返回执行结果和视频路径

代码结构

bamboo/
├── draw_pic.py               # 绘图工作流核心逻辑
├── write_md.py               # 文档生成工作流核心逻辑
├── write_md_with_images.py   # 带图片的文档生成工作流
├── manim_gen.py              # Manim动画工作流核心逻辑
├── app.py                    # Web服务器和API接口
├── start.sh                  # 快速启动脚本
├── AGENTS.md                 # 开发指南和代码规范
├── templates/
│   ├── index.html            # Web前端主界面
│   ├── history.html          # 历史记录页面
│   └── test.html             # WebSocket测试页面
├── images/                   # 生成的图表保存目录
├── docs/                     # 生成的文档保存目录
├── videos/                   # 生成的动画视频保存目录
├── requirements.txt           # Python依赖包
├── .env                      # 环境变量配置
├── .env.example              # 环境变量示例
├── .gitignore                # Git忽略文件配置
├── LICENSE                   # Apache 2.0许可证
└── README.md                 # 项目文档

主要文件说明

draw_pic.py: 绘图工作流，定义图表生成的各个节点
write_md.py: 文档生成工作流（命令行模式），定义文档创作的各个节点
write_md_with_images.py: 带图片的文档生成工作流，支持自动生成图表并整合到文档中
manim_gen.py: Manim 动画工作流，定义数学动画生成的各个节点
app.py: Flask Web服务器，提供RESTful API和WebSocket支持
AGENTS.md: 开发指南，包含代码风格规范、工作流模式和API集成说明
start.sh: 快速启动脚本，自动检查环境并启动服务
templates/index.html: 响应式Web界面，支持绘图、文档编辑和动画生成功能
templates/history.html: 历史记录页面，展示所有生成的图表、文档和视频
templates/test.html: WebSocket连接测试页面，用于调试实时通信

API 接口

Web服务器提供以下API接口：

绘图相关

POST /api/workflow

启动新的绘图工作流

请求体：

{
  "prompt": "绘制一个折线图"
}

文档相关

GET /api/documents

列出所有生成的文档文件

POST /api/document/workflow-with-images

启动带图片的文档生成工作流

请求体：

{
  "prompt": "量子力学基础教程"
}

该接口会自动识别文档中需要图表的部分，并生成相关图表整合到文档中。

POST /api/document/ai-modify

AI修改选中的文本内容

请求体：

{
  "selected_text": "需要修改的文本内容",
  "instructions": "修改指令"
}

响应：

{
  "modified_text": "修改后的文本内容"
}

此接口用于文档编辑器中的AI辅助编辑功能。

POST /api/document/generate-image

AI生成图片（用于文档编辑器中插入图表）

请求体：

{
  "description": "图片描述"
}

响应：

{
  "image_url": "/api/images/plot_xxx.png",
  "image_path": "/path/to/images/plot_xxx.png"
}

此接口调用绘图工作流生成指定描述的图表。

Manim 动画相关

POST /api/manim/workflow

启动 Manim 动画工作流

请求体：

{
  "prompt": "展示一个圆从左侧移动到右侧的动画",
  "quality": "medium"
}

质量参数选项：

low: 480p, 15fps
medium: 720p, 30fps（默认）
high: 1080p, 60fps
4k: 2160p, 60fps

GET /api/manim/videos

列出所有生成的动画视频

GET /api/manim/videos/

获取指定的动画视频文件

DELETE /api/manim/videos/

删除指定的动画视频文件

POST /api/manim/clear

清除所有动画历史记录

绘图相关（补充）

GET /api/documents//content

获取文档的文本内容（JSON格式）

DELETE /api/documents/

删除指定的文档文件

绘图相关（补充）

POST /api/drawing/workflow

启动绘图工作流（新的API端点）

请求体：

{
  "prompt": "绘制一个折线图"
}

GET /api/status

获取当前绘图工作流状态

POST /api/drawing/clear

清除绘图历史记录

通用接口

GET /api/history

获取所有历史记录（图表和文档）

GET /api/images

列出所有生成的图片

GET /api/images/

获取指定的图片文件

DELETE /api/images/

删除指定的图片文件

POST /api/clear

清除所有历史记录

WebSocket事件

status_update: 接收工作流状态更新（支持绘图、文档生成和Manim动画工作流）
connect: 客户端连接
disconnect: 客户端断开

支持的工作流类型：

drawing - 绘图工作流
document_with_images - 文档生成工作流
manim - Manim 动画工作流

客户端连接示例：

const socket = new WebSocket('ws://localhost:5001/ws');
socket.send(JSON.stringify({workflow_type: 'manim'}));

输出示例

📊 绘图输出

1. 正在生成绘图代码...
2. 正在执行绘图代码...
3. 正在验证图片保存...
✅ 绘图成功！图片已保存到: plot.png
📏 图片大小: 234.16 KB
📝 生成的代码:
import matplotlib.pyplot as plt
...
📍 图片绝对路径: /Users/yangyang/Projects/bamboo/images/plot.png

📝 文档生成输出

1. 正在润色写作需求...
✅ 原始需求: '量子力学基础教程'
✅ 增强后的提示词已生成

2. 正在生成文档大纲...
✅ 文档大纲生成完成

3. 正在生成文档内容...
✅ Markdown 文档内容生成完成

4. 正在保存文档...
✓ 文档已保存: docs/doc_量子力学基础教程_20260123_180000.md (大小: 12345 字节)

5. 正在验证文档...
✓ 文档验证成功
[STATS] 行数: 245, 字符数: 12345, 标题数: 28

生成的文档包含：

清晰的章节结构
标准的Markdown格式
LaTeX数学公式（支持KaTeX渲染）
代码示例和说明
表格和列表

🖼️ 带图片的文档生成输出

1. 正在润色写作需求...
✅ 原始需求: '量子力学基础教程'
✅ 增强后的提示词已生成

2. 正在生成文档大纲...
✅ 文档大纲生成完成

3. 正在生成文档内容...
✅ Markdown 文档内容生成完成

4. 正在识别图片需求...
✅ 识别到 3 个需要生成的图表

5. 正在生成图表...
✅ 图片1生成成功: images/plot_001.png
✅ 图片2生成成功: images/plot_002.png
✅ 图片3生成成功: images/plot_003.png

6. 正在整合图片到文档...
✅ 图片已整合到文档中

7. 正在保存文档...
✓ 文档已保存: docs/doc_量子力学基础教程_20260123_180000.md (大小: 15678 字节)

8. 正在验证文档...
✓ 文档验证成功
[STATS] 行数: 320, 字符数: 15678, 标题数: 35, 图片数: 3

🎬 Manim 动画生成输出

1. 正在润色动画需求...
✅ 原始需求: '展示一个圆从左侧移动到右侧的动画'
✅ 增强后的提示词已生成

2. 正在生成 Manim 动画代码...
✅ Manim 代码生成完成

3. 正在渲染动画视频（这可能需要较长时间）...
🎬 开始渲染动画（可能需要 30 秒到 5 分钟）...
✅ 视频渲染成功！

4. 正在验证视频保存...
视频大小: 2.45 MB
✅ 动画生成成功！
📁 保存路径: /path/to/videos/manim_20260211_203421_a1b2c3d4.mp4
📏 文件大小: 2570240 字节
🎥 渲染质量: medium
📍 视频绝对路径: /Users/yangyang/Projects/bamboo/videos/manim_20260211_203421_a1b2c3d4.mp4

生成的动画特点：

专业的数学可视化效果
流畅的动画过渡
清晰的中文标注
支持多种渲染质量
可嵌入到教学材料中

注意事项

API密钥安全：不要将你的API密钥提交到版本控制系统
模型选择：目前使用的是DeepSeek模型，提供高性价比的代码生成能力
代码安全：生成的代码会在安全环境中执行，但仍建议谨慎处理未知输入
中文显示：程序已配置中文支持，但可能需要根据你的系统调整字体设置
端口配置：默认使用5001端口，如需修改请编辑 app.py 最后一行
Manim 依赖：Manim 需要安装 FFmpeg 和 LaTeX，首次使用可能需要较长时间安装依赖
动画渲染：Manim 动画渲染可能需要 30 秒到 5 分钟，取决于场景复杂度和质量设置

技术栈

后端

Web框架: Flask 3.0.0
实时通信: Flask-SocketIO 5.3.6 + Eventlet
工作流引擎: LangGraph 0.0.28
AI模型: DeepSeek (兼容OpenAI API)
绘图: Matplotlib >= 3.9.0
数值计算: NumPy >= 2.0.0
动画渲染: Manim >= 0.18.0
视频处理: FFmpeg

前端

基础: 原生 HTML/CSS/JavaScript
Markdown渲染: Marked.js
数学公式: KaTeX
实时通信: Socket.IO Client

DeepSeek API 优势

💰 高性价比：极具竞争力的价格，¥1/百万tokens
🎁 免费额度：新用户通常有免费试用额度
💻 代码能力强：特别擅长代码生成和理解
🔌 兼容性好：使用标准的OpenAI接口，集成简单

获取DeepSeek API密钥请访问 https://platform.deepseek.com

常见问题

1. 端口被占用

如果5001端口被占用，可以修改 app.py 最后一行：

socketio.run(app, debug=True, host='0.0.0.0', port=5002)  # 改为5002

2. 生成的图片中文显示异常

系统已配置多种中文字体备选方案。如果仍有问题，请检查系统字体安装情况。

3. API调用失败

请检查：

API密钥是否正确配置在 .env 文件中
网络连接是否正常
API额度是否充足
获取API密钥请访问 https://platform.deepseek.com

4. 启动脚本无执行权限

chmod +x start.sh

5. 虚拟环境激活失败

确保使用正确的激活命令：

Linux/Mac: source venv/bin/activate
Windows: venv\Scripts\activate

扩展建议

动画功能

支持更多动画效果（粒子系统、物理模拟等）
添加动画编辑和重新生成功能
实现代码模板管理
支持批量动画生成
添加音频配音功能
实现动画拼接和合并
支持导出为 GIF 格式
添加动画预设和参数调节

绘图功能

支持更多绘图库（seaborn、plotly等）
添加图表编辑和重新生成功能
实现代码模板管理
支持批量绘图
添加数据导入功能（CSV、Excel等）
实现图表分享功能
添加图表导出为SVG/PDF功能
支持自定义图表主题和样式

文档功能

支持更多输出格式（PDF、HTML、Word等）
添加文档模板系统
实现文档续写和编辑功能
支持多语言文档生成
添加参考文献管理
实现文档版本控制
支持协作文档编辑
添加文档导出和分享功能

通用功能

添加用户认证系统
实现历史记录持久化存储到数据库
添加使用统计和分析
实现API限流和配额管理

许可证

本项目采用 Apache License 2.0 许可证。详见 LICENSE 文件。

致谢

LangGraph - 强大的工作流编排框架
DeepSeek - 提供高性价比的AI模型服务
Flask - 轻量级Web框架
Matplotlib - 强大的Python绘图库
Manim - 专业的数学动画引擎

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Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 19 Commits
templates		templates
.gitignore		.gitignore
AGENTS.md		AGENTS.md
CLAUDE.md		CLAUDE.md
LICENSE		LICENSE
README.md		README.md
app.py		app.py
draw_pic.py		draw_pic.py
manim_gen.py		manim_gen.py
requirements.txt		requirements.txt
start.sh		start.sh
write_md.py		write_md.py
write_md_with_images.py		write_md_with_images.py

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Bamboo - AI 智能绘图、文档生成与数学动画工作流

功能特性

📊 智能绘图

🎬 Manim 数学动画

📝 文档生成（命令行）

🖼️ 带图片的文档生成

🌐 Web界面

快速开始

1. 安装依赖

2. 配置API密钥

使用方式

方式一：快速启动脚本（推荐）

方式二：Web界面

方式三：命令行模式

绘图功能

文档生成功能

带图片的文档生成功能

Manim 动画生成功能

工作流程

📊 绘图工作流

📝 文档生成工作流（命令行）

🖼️ 带图片的文档生成工作流

🎬 Manim 动画生成工作流

代码结构

主要文件说明

API 接口

绘图相关

POST /api/workflow

文档相关

GET /api/documents

POST /api/document/workflow-with-images

POST /api/document/ai-modify

POST /api/document/generate-image

Manim 动画相关

POST /api/manim/workflow

GET /api/manim/videos

GET /api/manim/videos/

DELETE /api/manim/videos/

POST /api/manim/clear

绘图相关（补充）

GET /api/documents//content

DELETE /api/documents/

绘图相关（补充）

POST /api/drawing/workflow

GET /api/status

POST /api/drawing/clear

通用接口

GET /api/history

GET /api/images

GET /api/images/

DELETE /api/images/

POST /api/clear

WebSocket事件

输出示例

📊 绘图输出

📝 文档生成输出

🖼️ 带图片的文档生成输出

🎬 Manim 动画生成输出

注意事项

技术栈

后端

前端

DeepSeek API 优势

常见问题

1. 端口被占用

2. 生成的图片中文显示异常

3. API调用失败

4. 启动脚本无执行权限

5. 虚拟环境激活失败

扩展建议

动画功能

绘图功能

文档功能

通用功能

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