Modele 3D AI - sztuczna inteligencja do szybkiego generowania geometrii
Jednym z fascynujących obszarów, w którym AI zaczyna odgrywać kluczową rolę, jest generowanie trójwymiarowych modeli. Od przemysłu gier wideo po druk 3D, sztuczna inteligencja w generowaniu modeli 3D nie tylko podnosi poprzeczkę dla kreatywności, ale również przyczynia się do efektywności i innowacyjności. Proces ten, oparty na zaawansowanych algorytmach uczenia maszynowego, przynosi ze sobą nie tylko rewolucję w dziedzinie projektowania graficznego, ale także szereg praktycznych zastosowań w różnych sektorach.
Narzędziem, które jest w stanie generować obiekty 3D za pomocą sztucznej inteligencji jest Luma AI – Genie. Aplikacja bazująca na algorytmach AI generuje obiekty 3D na zasadzie „text to 3D”. Obiekty 3D nadają się do użycia między innymi:
- w środowiskach (silnikach) do tworzenia gier komputerowych i aplikacji VR, jak m.in. Unreal Engine czy Unity,
- do druku 3D,
- w programach do grafiki 3D, jak m.in. Blender, Maya czy 3Ds Max
W tym wpisie przedstawimy podstawowe możliwości, zalety i wady tego rozwiązania. Ponadto dowiesz się krok po kroku, jak korzystać z tego narzędzia.
Na dzień pisania tego wpisu narzędzie jest dostępne za darmo.
Przykłady modeli 3D wygenerowanych przez sztuczną inteligencję "text to 3D"
Jak dowiesz się w dalszej części wpisu, przedstawione narzędzie do generowania trójwymiarowych obiektów za pomocą AI na dzień dzisiejszy jest dosyć kulawe. Nie eliminuje to jednak możliwości wygenerowania modelu 3D spełniającego oczekiwania, wręcz przeciwnie!
Jak pobawisz się chwilę tym narzędziem, zaczniesz wyczuwać jego słabe punkty. Jak już je okiełznasz, będziesz w stanie pisać prompty, dostosowując się do ograniczonych możliwości progamu.
Poniżej kilka przykładów wygenerowanych modeli 3D przez sztuczną inteligencję:
- stylized low poly stone bench
- wooden cat statue stylized
- ornate ceramic chest
- platinum pendant in the shape of a hummingbird, high quality hand painted
- intricate ice axe, game asset, hand painted textures
Generator modeli 3D AI - krok po kroku
Aby wygenerować pierwszy obiekt 3D z zastosowaniem sztucznej inteligencji (AI), zaloguj się na stronie Luma AI – Genie za pomocą konta Apple, Google lub Discord. Z poziomu zalogowanego użytkownika możliwe jest wysyłanie zapytań do aplikacji. Po zalogowaniu, będziesz miał również dostęp do archiwalnych zapytań.
Generowanie pierwszego modelu 3D AI
Na podstawie tzw. prompta, czyli tekstu opisującego to, co chcesz otrzymać, dostaniesz modele 3D wraz z zestawem tekstur. Tekst prompta wpisz po angielsku na dole strony i wciśnij przycisk „create”. Zostaną utworzone cztery warianty oczekiwanego obiektu.
Na początek przedstawię na prostym przykładzie działanie generatora. Wygenerujmy prostą wazę, wpisując „low poly vase, oriental”. Generowanie obiektów 3D może zająć do kilku minut, w zależności od aktualnego obciążenia serwera zapytaniami innych użytkowników.
Nie bez powodu zaczynamy od prostego przykładu – dlaczego? O tym trochę później.
Zostały wygenerowane cztery warianty orientalnych wazonów o prostej geometrii wraz z teksturami. Na tym poziomie mamy możliwość przyjrzenia się bliżej każdemu z nich. Po kliknięciu w jeden z utworzonych wariantów, przejdziemy do podglądu 3D. Można w nim obejrzeć utworzony przez sztuczną inteligencję obiekt 3D z każdej strony. Z poziomu podglądu dostępne są dodatkowe narzędzia, w tym to, co interesuje nas najbardziej, czyli opcje eksportu.
Narzędzia aplikacji AI - Hi-Res
W podglądzie 3D, po prawej stronie, dostępna jest belka z kilkoma narzędziami. Pozwalają one na zwiększenie liczby detali wybranego obiektu 3D, stworzenie dodatkowych odmian modelu 3D oraz dostępnych jest kilka opcji do eksportu modelu 3D.
Make Hi-Res – opcja ta wzbogaca aktualny model 3D o dodatkowe detale i szczegóły. Wzrost szczegółowości modelu odbywa się za pośrednictwem stworzenia dokładniejszych tekstur aktualnego modelu 3D. Geometria modelu 3D w większości przypadków poprawiana jest nieznacznie. Narzędzie Hi-Res jest szczególnie przydatne w momencie, kiedy wygenerowany obiekt 3D w podstawowej wersji wydaje się spełniać nasze oczekiwania. Tworzenie modelu Hi-Res może zająć więcej czasu, niż generowanie podstawowych wersji geometrii. W aktualnej wersji aplikacji, eksport modeli Hi-Res jest jeszcze niemożliwy.
Narzędzia aplikacji AI - odmiany obiektu 3D AI
Variations generuje dodatkowe 4 warianty wybranego modelu 3D. Nowo wygenerowane obiekty 3D będą bardzo zbliżone wyglądem do pierwotnego modelu (czyli tego, na podstawie którego dokonaliśmy operacji wygenerowania dodatkowych odmian).
Narzędzia aplikacji AI - materiał PBR
Material modyfikuje właściwości połysku obiektu, czyli wpływa na tekstury metalic i roughness. Tekstury te określają, w których obszarach modelu 3D połysk ma być większy, niż w pozostałych. Jeżeli generujesz obiekt z zamiarem druku 3D, możesz zignorować tę opcję.
Narzędzia aplikacji AI - eksport (pobieranie na dysk)
Export – aby model 3D AI był dla nas użyteczny, niezbędna jest zapisanie go na naszym dysku. W opcjach narzędzia można wybrać oprogramowanie, w którym wygenerowany model AI 3D będzie używany, a aplikacja sama dobierze nam odpowiednie parametry. Jest ich jednak na tyle mało, że śmiało możesz się pobawić eksportem do wyklikanych samodzielnie ustawień.
Dostępne formaty do eksportu:
Set tekstur, który jest generowany podczas eksportu (materiał PBR w metalic roughness workflow):
- rgb (tekstura z informacją o barwie)
- metallic (tekstura z informacją o obszarach połyskujących)
- roughness (tekstura maskująca mapę metallic, wskazującą stopień odbicia światła)
- normal (mapowanie wypukłości – tekstura generowana w parze z operacją retopologii)
Narzędzia aplikacji AI - retopologia (optymalizacja siatki)
Opcja eksportu Retopologize wykonuje operacje automatycznej retopologii obiektu, czyli optymalizacji siatki geometrii. Dostępne są warianty „low”, „med”, oraz „high” (im wyższy wariant, tym geometria obiektu będzie mniej uproszczona).
Optymalizacja siatki 3D może okazać się przydatna przy zastosowaniu modelu 3D wraz z teksturami w aplikacjach 3D. Aby zachować szczegółowość, dodatkowo generowana jest tekstura normal map (czyli mapująca wypukłości modeli 3D). W przypadku zastosowania modelu 3D AI do druku 3D, retopologia pozbawi nasz model 3D szczegółowości, w związku z czym nie jest zalecana, natomiast w tym przypadku zależy to wyłącznie od Twoich preferencji.
Na poniższych ilustracjach przedstawiliśmy zestawienie geometrii i siatek wygenerowanych modeli bez operacji retopologii oraz z jej uwzględnieniem.
Wazon od lewej nie był poddany operacji retopologii, dzięki czemu jego geometria ma najwięcej informacji o kształcie (49 600 trójkątów). Środkowy wazon został wyeksportowany z opcją retopologii zaznaczoną na high (20 130 trójkątów), a wazon po prawej z opcją retopologii low (2 600 trójkątów). Jak widać na ostatnim zdjęciu, zoptymalizowane warianty assetu z teksturą wizualnie niczym się nie różnią – zawdzięczamy to głównie normal mapie.
Skomplikowane geometrie - uwydatnienie niedoskonałości AI
Miałeś już okazję pobawić się tym rewelacyjnym narzędziem? Świetnie! Pewnie zauważyłeś, że pomimo na pozór atrakcyjnego wyglądu modeli 3D, posiadają one sporo niedociągnięć, zwłaszcza w przypadku bardziej złożonych assetów. Przyjrzyjmy się im bliżej.
Podczas próby generowania obiektu o nieco bardziej złożonej geometrii można dostrzec, że jego tworzenie „zmierza w dobrym kierunku”, jednak wydaje się niekompletne. Stworzony asset niby przypomina to, czego oczekiwaliśmy, ale nic ponad to. Przykładowo: na poniższym zdjęciu możesz zobaczyć wygenerowany przez sztuczną inteligencję model 3D, który przypomina drukarkę 3D.
Z punktu widzenia użyteczności, model nie wygląda dobrze i wydaje się bezużyteczny. Zależy to jednak od tego, jakie masz oczekiwania. Obiekt został wygenerowany błyskawicznie, nie musiałeś przeszukiwać Internetu w poszukiwaniu czegoś podobnego w bibliotekach modeli 3D. Może posłużyć do przygotowania na szybko prostej sceny 3D. Na ogół widać, że to jest drukarka 3D, prawda?
W przypadku tworzenia poważniejszych renderów czy aplikacji 3D, wygenerowane modele przez AI raczej nie nadają się do użycia, natomiast mogą służyć jako referencja do modelowania od podstaw.
A co z możliwościami druku 3D? Druk 3D AI
Czy można wydrukować modele 3D wygenerowane za pomocą AI? Oczywiście! Niektóre geometrie mogę wymagać poprawek i przygotowań do druku 3D, natomiast wygenerowane modele 3D są poprawnie interpretowane przez slicery.
Należy pamiętać, że podczas przygotowania modelu 3D AI do druku 3D, istotne jest uwzględnienie faktu, że drukując modele 3D, tekstury nie są uwzględniane. Przy druku 3D AI kluczową rolę odgrywa gęstość generowanej siatki oraz szczegóły zawarte w tej siatce.
Generator modeli 3D AI - podsumowanie
W obliczu dynamicznego postępu technologii sztucznej inteligencji, generowanie trójwymiarowych modeli staje się obszarem o niezwykłym potencjale i wszechstronności. Obecnie już dostrzegamy korzyści płynące z zastosowania AI w tej dziedzinie, zwłaszcza w prostych geometriach, co z kolei znajduje praktyczne zastosowanie w przemyśle gier wideo, czy druku 3D. Jednakże, warto zauważyć, że w miarę jak rozwijające się algorytmy uczenia maszynowego stają się coraz bardziej wyrafinowane, możemy oczekiwać znacznej poprawy precyzji i wydajności generowania bardziej skomplikowanych geometrii.
Perspektywa na przyszłość sugeruje, że pod koniec tego roku możemy być świadkami znacznego postępu w obszarze generowania assetów za pomocą sztucznej inteligencji. Choć obecnie doświadczamy pewnych ograniczeń, zwłaszcza w przypadku bardziej złożonych form, szybkość rozwoju AI jest obiecująca w tym zakresie. Z biegiem czasu, może ona stać się kluczowym narzędziem dla projektantów i twórców, otwierając drzwi do nowych kreatywnych możliwości oraz znacznie wydajniejszych procesów generowania trójwymiarowych modeli.
