Ewolucja generowania modeli 3D dzięki AI
Tradycyjne metody tworzenia modeli 3D wymagają podstawowych umiejętności projektowania 3D, a także bywają czasochłonne. Dzięki AI proces ten stał się intuicyjny i dostępny dla każdego. W poprzednim wpisie o generatorze modeli 3D omówiliśmy narzędzie Luma AI – Genie. To rozwiązanie pozwala na generowanie modeli 3D na podstawie promptów, czyli prostych komend tekstowych (text to 3D model). Wystarczy wpisać opis obiektu, aby system w kilka sekund stworzył trójwymiarowy model gotowy do obróbki lub druku.
Generowanie modeli 3D przy użyciu sztucznej inteligencji to jedno, lecz ich wykorzystanie w rzeczywistości to zupełnie inna kwestia. W tym artykule pokażemy, jak modele tworzone przez AI można przekształcać w fizyczne obiekty za pomocą druku 3D. Dzięki temu rozwiązaniu możliwe jest łączenie świata cyfrowego z materialnym, co otwiera nowe możliwości dla projektantów, twórców, artystów oraz innowatorów.
Poniżej przykład wydrukowanego modelu 3D kotka, wygenerowanego przez AI w poprzednim wpisie.
Przygotowanie modelu 3D AI do druku – na co zwrócić uwagę?
Generatory modeli 3D są stosunkowo nowym rozwiązaniem, przez co nie są idealne i generują artefakty w geometrii. Jakość generowanych projektów 3D nieznacznie poprawiła się na przestrzeni ostatniego roku, natomiast proces drukowania 3D modeli 3D wygenerowanych przez AI wymaga pewnych przygotowań, aby końcowy wydruk spełniał minimalne oczekiwania.
Wyzwania i ograniczenia generowanej geometrii AI
Mimo licznych zalet, integracja AI z drukiem 3D niesie ze sobą pewne wyzwania:
- Jakość generowanych modeli nie zawsze spełnia oczekiwania, zwłaszcza w przypadku skomplikowanych struktur. Geometria jest prosta, a w przypadku próby wygenerowania bardziej złożonych struktur, mogą wystąpić anomalie w kształcie.
- Wygenerowane modele 3D AI mogą wymagać poprawek przed drukiem, co wymaga dodatkowych umiejętności. Poniżej przedstawiamy, jak to zrobić w prosty sposób.
- Obecne narzędzia mogą nie radzić sobie ze specyficznymi projektami. Generowanie obiektów wydaje się być ograniczone do zakresu przeszkolenia sztucznej inteligencji.
Praca z modelami AI wymaga umiejętności ich optymalizacji i dostosowania do konkretnych zastosowań. Poniżej kilka wskazówek, jak krok po kroku podejść do optymalizacji geometrii AI.
Przygotowanie modelu 3D AI do druku 3D - generowany model 3D
Na potrzeby przedstawienia, na co zwrócić uwagę przygotowując model 3D AI do druku 3D, wygenerowałem w Genie model 3D popiersia pandy. Pobrałem go w formacie .glb i zaimportowałem do blendera.
Model 3D jest generowany przez sztuczną inteligencję wraz z teksturą. Na potrzeby druku 3D kluczowa jest geometria, czyli kształt modelu 3D.
Na pierwszy rzut oka z wygenerowanym przez sztuczną inteligencję modelem 3D wszystko jest w porządku, natomiast posiada on kilka błędów, część niewidocznych dla oka:
- podwójne wierzchołki
- nierówna i miejscami mało precyzyjna geometria
- dziury w geometrii i inne artefakty
Po imporcie można zauważyć, że wizualnie model 3D jest „biedniejszy”. Dzieje się tak dlatego, ponieważ wiele informacji było zawartych w teksturze, która na potrzeby druku 3D nie jest nam potrzebna. Istnieje możliwość by wykorzystać wygenerowaną teksturę do wyodrębnienia większej liczby detali w geometrii, natomiast jest to temat na inny, bardziej obszerny poradnik (jeżeli jesteś zainteresowany takim poradnikiem, śmiało napisz do nas, a z pewnością weźmiemy to pod uwagę tworząc następne wpisy!).
Mamy dwa warianty:
- szybkie przygotowanie modelu 3D AI do druku 3D – czyli po prostu eksport zaimportowanego pliku .glb to .stl i załadowanie go do slicera i automatyczna naprawa w slicerze
- dokładnie przygotowanie modelu 3D AI do druku 3D – poprawa geometrii w blenderze (zaawansowani użytkownicy)
By zaspokoić Waszą ciekawość, przygotowałem kilka modeli 3D, które poprawiłem i wydrukowałem, by pokazać, ile można wycisnąć z możliwości, jakie aktualnie daje nam sztuczna inteligencja w druku 3D wygenerowanych modeli 3D.
Przygotowanie modelu 3D AI do druku 3D - szybkie przygotowanie
1. Importuję wygenerowany przez AI model 3D do blendera (File > Import > glTF 2.0 (.glb/gltf)):
2. Po zaimportowaniu, eksportuję model 3D AI do stl (File > Export > STL (.stl)):
3. Importuję stl do slicera (na potrzeby poradnika używam bambu slicer). Po zaimportowaniu, wykonuję proces automatycznego naprawiania modelu.
Zdarza się, że naprawa modelu 3D AI nie jest konieczna, a model 3D jest gotowy do druku 3D od razu.
Zwróć uwagę, że proces automatycznej naprawy modelu 3D wykonuje operacje na wierzchołkach, by usunąć „techniczne” anomalie, jak dziury czy non-manifold geometry. Operacje nie usuną wizualnych aspektów geometrii, jak zmiana kształtu.
Przeskaluj model do oczekiwanej skali, ustaw w oczekiwanej orientacji i potnij wg swoich ustawień. W większości przypadków niezbędne jest również delikatne zaniżenie modelu (żeby pierwsza warstwa była jednolita).
Przygotowanie modelu 3D AI do druku 3D - dokładniejsze przygotowanie (zaawansowani użytkownicy blendera)
Importuję wygenerowany przez AI model 3D do blendera (File > Import > glTF 2.0 (.glb/gltf)). Po imporcie, w trybie edycji (tab) zaznaczam wszystkie wierzchołki (A) i wykonuję operację „merge by distance” (Mesh > Clean Up > Merge By Distance):
Przygotowany w ten sposób model jest gotowy do wprowadzenia ręcznych poprawek. Ręczne poprawki mogą zakładać:
- wygładzenie, poprawienie struktury modelu 3D
- dodanie większej liczby szczegółów
- poprawę artefaktów
Poniżej kilka przykładów artefaktów i niedoskonałości w modelu 3D wygenerowanej przez sztuczną inteligencję:
Poprawki niedoskonałości w geometrii najlepiej wykonać w trybie rzeźbienia, a w razie napotkania artefaktu, jak odstająca geometria lub mostowe struktury, przed kontynuacją rzeźbienia zalecam wprowadzić poprawki na poziomie wierzchołków (usuwając wadliwe wierzchołki i łatając po nich dziury).
Poniżej efekt kosmetycznych poprawek naszej pandy:
Dzięki poprawkom udało się wyodrębnić więcej szczegółów w geometrii, co wpłynie na jakość druku 3D i estetykę wydrukowanego modelu 3D wygenerowanego przez sztuczną inteligencję.
Przykłady modeli 3D AI wydrukowanych 3D
By zaspokoić Waszą ciekawość, przygotowałem kilka modeli 3D, które poprawiłem i wydrukowałem, by pokazać, ile można wycisnąć z możliwości, jakie aktualnie daje nam sztuczna inteligencja w druku 3D wygenerowanych modeli 3D.
Przykłady wydrukowanych projektów 3D AI - eliksir
Prompt użyty do wygenerowania modelu 3D eliksiru w Luma AI – Genie: stylized fantasy health potion wrapped in roots
Przykłady drukowanych modeli 3D AI - wilkołak
Prompt użyty do wygenerowania modelu 3D wilkołaka z użyciem AI: humanoid with wolf face, muscular, low poly and simple shape, as bronze statue.
Przykłady druku modeli 3D AI - kamienna ława
Prompt użyty do stworzenia modelu 3D z AI: stone bench medivial stylized. Stworzony model 3D wyglądał dobrze i poprawki były opcjonalne.
Przykłady modeli 3D AI - kryształ
Prompt użyty do wygenerowania modelu 3D w generatorze modeli 3D AI : glowing galactic crystal. W tym przypadku model nie wymagał żadnych poprawek.
Czy AI zastąpi projektantów 3D?
Choć aktualny poziom oprogramowania text-to-3D nie wskazuje na możliwość zastąpienia projektantów 3D, sztuczna inteligencja z pewnością może wspomóc tworzenie modeli do specyficznych zastosowań – myślę że na chwilę obecną głównie artystycznych.
Z czasem z pewnością możemy spodziewać się poprawy dostępnych narzędzi AI, jednak nawet wraz z rozwojem oprogramowania do generowania modeli 3D, będzie to wciąż narzędzie wspomagające, a nie zastępujące.
Pamiętajmy, że generatory modeli 3D AI miały swój debiut zaledwie rok temu i są stale ulepszane, także z pewnością możemy spodziewać się poprawy w zakresie generowanych modeli 3D.
Druk 3D z zastosowaniem AI - podsumowanie
Możliwość druku 3D modeli generowanych przez sztuczną inteligencję otwiera nowe horyzonty, co może zachęcić wielu hobbystów do rozpoczęcia przygody z drukiem 3D. Oprogramowanie oparte na AI, generujące modele 3D wciąż wymaga dopracowania, jednak już na tym etapie rozwoju umożliwia druk 3D prostych modeli 3D, które robią wrażenie. Generowane modele 3D przez AI czasami wymagają poprawek, jednak coraz częściej zdarza się, że takie modele można drukować bez ich poprawiania! To jest naprawdę spory postęp w rozwoju text-to-3D.
Algorytmy AI tworzące projekty 3D z pewnością będą rozwijane na przestrzeni lat, rozszerzając zakres zastosowań, więc możemy spodziewać się poprawy jakości. W aktualnym etapie rozwoju mogą okazać się przydatne w zastosowaniach hobbystycznych i artystycznych, choć w przyszłości zakres ten może się rozszerzyć o zastosowania profesjonalne w inżynierii i wzornictwie.