Генератор ИИ обещает создание точных моделей для 3D-печати на основе сложных текстовых запросов, но в ближайшее время он не заменит САПР.
Нет сомнений в том, что проектирование объектов с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР), такого как Fusion, Blender или ZBrush, требует навыков и занимает много времени, что является движущей силой развития генераторов искусственного интеллекта, преобразующих текст в модели.
Эти инструменты отлично подходят для создания прототипов и моделей для использования в виртуальных средах. Они быстро совершенствуют свои возможности по созданию креативных и художественных 3D-моделей, однако, как мы обнаружили, 3D-печать физических объектов на основе этих моделей, созданных с помощью ИИ, пока не является их сильной стороной.
Когда речь заходит о 3D-печати, вы найдете ИИ в программах CAD, в виде отдельного программного обеспечения для генерации моделей и даже в виде бесплатных, простых и быстрых веб-платформ. Все они направлены на то, чтобы упростить и ускорить создание цифровых моделей. Насколько хорошо они работают, зависит от ваших ожиданий.
В будущих статьях этой серии, посвященной ИИ, мы рассмотрим ИИ в САПР и платформы ИИ для преобразования изображений в модели, но здесь мы сосредоточимся на генераторах ИИ для преобразования текста в модели — где вы вводите подробное описание модели детали, которую хотите получить — для моделей, пригодных для 3D-печати. Мы исследовали три бесплатных генератора: Meshy, Tripo и ChatGPT + MakerLab.
Тестирование «Текст-модель»
Чтобы протестировать эти три генератора моделей ИИ друг против друга, мы посчитали справедливым задать ИИ два тестовых запроса: один для механической точности, а другой для креативности.
Первый, генерация стандартной гайки, предназначен для демонстрации того, насколько хорошо ИИ может следовать подсказкам, которые определяют конкретную форму и размеры. Эта подсказка позволяет проверить функциональную пригодность в реальных условиях и подчеркивает важность дизайнерского мышления, интеграции практических функций, а также способность ИИ соблюдать допуски по размерам и избегать тонких стенок или плавающей геометрии.
Второй тест был более сложным и предназначен для демонстрации творческого потенциала ИИ при сохранении функций, специфичных для 3D-печати. Он проверял органическое моделирование поверхности с плавными кривыми и естественными формами. Цель состояла в том, чтобы оценить, насколько хорошо сохраняются детали (глаза, конечности, осанка), и проверить наличие неразветвленных краев или случайной геометрии, которые часто встречаются в органических результатах ИИ.
Задание 1:
«Создайте простую шестигранную гайку диаметром 5 сантиметров и высотой 2 сантиметра с внутренней резьбой».
Любой инженер-механик мог бы быстро создать эту модель, вероятно, спросив о диаметре отверстия и типе резьбы. Наши участники с ИИ столкнулись с некоторыми трудностями.
Задание 2:
«Создайте 3D-модель Механического хамелеона, пригодную для печати. Этот хамелеон должен иметь шарнирный хвост, состоящий как минимум из пяти сегментов, предназначенных для печати на месте. Его тело должно содержать видимые шестерни и соединения, намекающие на внутренние механизмы. Модель должна быть оптимизирована для печати по технологии FDM без использования опорных конструкций для основного тела и шарнирного соединения хвоста. Его левая передняя лапа должна быть сконструирована так, чтобы надежно удерживать карандаш стандартного размера (диаметром примерно 8 мм)».
Это довольно сложная задача для любого промышленного дизайнера, а внутренние шестерни вряд ли можно напечатать с помощью FDM, но мы решили попробовать, чтобы посмотреть, что смогут сделать ИИ.
Meshy AI
Meshy AI — это бесплатный онлайн-генератор текста или изображения в 3D-модель, который также имеет платную подписку. Мы использовали бесплатную версию, введя наш запрос и выбрав из меню опций: 10K полигонов, треугольную топологию и 5K вершин. Перейдя на платную учетную запись, вы получите доступ к дополнительным параметрам полигонов, бесплатным повторным попыткам и гораздо большему количеству параметров модели.
Нам было предложено четыре варианта и один для скачивания. Для бесплатного генератора моделей результат был неплохим, хотя мы и предполагали, что слово «шестиугольник» не подлежит интерпретации — у него всегда шесть сторон.
Было легко загрузить лучший вариант в STL и импортировать его в слайсер. Не было никаких ошибок, мешающих печати модели — сетка была полностью герметичной — хотя о размерах можно было забыть. Изменение размера — это функция Pro. Модель напечаталась, хотя для использования в качестве гайки ее нужно было бы отредактировать в CAD-программе, чтобы применить определенный размер резьбы и точно определить размер всей модели.
Второй запрос приятно удивил нас тем, что Meshy AI знал, что такое хамелеон, чего не скажешь о его шестиугольнике. С художественной точки зрения все четыре варианта были удачными; с механической точки зрения ни один из них не соответствовал критериям запроса, чтобы быть пригодным для печати без опор (признаем, что это было немного рискованно) или иметь хвост с пятью сегментами.
STL-файл хамелеона Meshy AI не подходил для печати. В нем было четыре неразветвленных ребра, что означает геометрические ошибки в файле, которые делают 3D-модель непригодной для нарезки и печати. Большинство слайсеров могут исправить небольшие проблемы цифровых моделей, но для больших или многочисленных проблем требуется инструмент для ремонта STL или доработка в CAD-инструменте.
Meshy AI
- Плюсы: бесплатный, предоставляет четыре варианта, прямая загрузка STL, относительно быстрый, удобный интерфейс
- Минусы: неточный, сгенерированные модели требуют доработки в CAD, чтобы их можно было распечатать на 3D-принтере, большинство функций доступны только по подписке
Tripo Studio 3D
Tripo Studio 3D — это платформа искусственного интеллекта для генерации 3D-моделей на основе текстовых подсказок, изображений, фотографий с несколькими ракурсами или даже простых набросков. Разработанная как для профессионалов, так и для любителей, Tripo AI стремится упростить процесс 3D-моделирования, сделав его доступным без необходимости иметь предварительный опыт в 3D-дизайне. Слоган Tripo AI: «Генерируйте 3D-модели с помощью искусственного интеллекта в один клик за считанные секунды» — это совсем не соответствовало нашему опыту.
Интерфейс скудный и загружается очень медленно, а создание моделей занимает от 2 до 20 минут.
Введите запрос, после чего вам будет предложено создать учетную запись, что заставит вас начать все сначала с запроса. Несмотря на ошибки платформы, для бесплатного инструмента это хорошее место, чтобы начать — и попрактиковаться в создании запросов — для тех, кто совершенно не знаком с ИИ, преобразующим текст в модели.
В Tripo AI не так много настроек по сравнению с Meshy AI. Мы ввели первый запрос и установили настройку PBR (физически основанный рендеринг). Есть раздел для «отрицательных» запросов, который позволяет еще больше уточнить желаемую модель.
Tripo интерпретировал гайку как гайку инструмента, а не шестигранную арахисовую или грецкую. Однако он посчитал, что «нитки» — это нитки ткани, а не нитки инструмента для одной из предоставленных версий. Забудьте о запрошенных размерах, Tripo просто не принял их.
Гайка в целом была неплохая, и ее можно было скачать в формате 3MF (на случай, если мы захотим добавить цвет или текстуру) и STL. Как и в версии от Meshy AI, резьба была непригодной для использования (т. е. неравномерной) в том виде, в котором она была сгенерирована, и деталь необходимо было доработать в CAD.
Как и Meshy AI, Tripo получает высокие оценки за креативность в отношении хамелеона, но почти полностью игнорирует механические требования. Полученный STL от Tripo имеет 24 неразветвленных ребра и не подходит для печати. Кроме того, он был крошечным, всего несколько сантиметров в высоту.
Tripo
- Плюсы: доступен для новичков и профессионалов, реалистичный PBR-рендеринг (хотя и не подходит для печати)
- Минусы: неточность, сгенерированные модели требуют доработки в CAD для 3D-печати, ограниченные возможности настройки
ChatGPT + MakerLab
Конечно, Meshy и Tripo являются настоящими генераторами текста в 3D-модели, а ChatGPT + MakerLab — это обходной путь от текста к изображению к 3D с использованием инструментов, которые изначально не были предназначены для прямого 3D-моделирования. Но он стал настолько популярным, что мы решили попробовать его.
Генерация изображений из текста возможна только при наличии платной подписки на ChatGPT, но вы можете использовать любое количество других приложений, которые генерируют изображения из текста, таких как Deep AI, Canva, Adobe Firefly и т. д. Существует множество генераторов изображений из текста на основе искусственного интеллекта, которые отличаются от двух, которые мы тестировали выше, тем, что они не претендуют на создание цифровых файлов, пригодных для 3D-печати (загружаемых в формате STL или OBJ).
Генераторы цифровых файлов из изображений с помощью ИИ гораздо более продвинуты, чем варианты преобразования текста в цифровые файлы 3D, поэтому на данный момент этот двухэтапный процесс имеет некоторые преимущества, особенно если вы ищете бесплатное решение.
Мы ввели первый запрос в генератор изображений ChatGPT Dall-E. Он предоставил два визуально привлекательных ореха, которые, по-видимому, соответствовали ограничениям по размеру и форме. Затем мы загрузили изображение .webp, сгенерированное Dall-E, в инструмент Image-to-3D в MakerLab, обработка которого заняла около 3 минут.
Обратите внимание, что MakerLab не является полностью бесплатным, поскольку вы используете часть бесплатных кредитов, которые получаете с вашей учетной записью. Полученный файл не может быть использован в коммерческих целях, как указано на сайте, и вы должны указывать источник, где бы вы ни использовали изображение.
Файл MakerLab был сопоставим с двумя другими участниками конкурса, упомянутыми выше. Он не мог бы быть использован в качестве механического объекта без некоторой редактирования в программе CAD, центральное отверстие в гайке не проходит насквозь.
Хотя ChapGPT был готов сгенерировать цифровой файл гайки, он не хотел принимать вызов с хамелеоном. Он сказал, что предпочел бы «сгенерировать готовое к использованию описание STL-проекта, которое можно использовать для CAD-моделирования или передать 3D-дизайнеру». То, что ИИ посоветовал нам использовать услуги человеческого дизайнера, было приятным сюрпризом, но мы настояли на том, чтобы он сгенерировал модель, даже если она будет «упрощенной».
Полученное цифровое изображение не было таким точным, как нам хотелось бы, но оно было визуально привлекательным, и после загрузки в MakerLab стало нашим любимым STL в группе. Однако его нельзя было распечатать. Слайсер Bambu Studio сообщил, что объект имеет 86 неразветвленных граней и требует исправления.
ChatGPT + MakerLab
- Плюсы: доступен для новичков и профессионалов, реалистичный PBR-рендеринг (хотя и не подходит для печати)
- Минусы: недостаточная точность, сгенерированные модели требуют доработки в CAD для 3D-печати, ограниченные возможности настройки
Вывод
В ходе этого эксперимента выяснились два факта: Во-первых, если вы ищете бесплатный генератор моделей для детали, которую хотите напечатать на 3D-принтере без использования программного обеспечения для дизайна, чтобы ее доработать, то такого не существует. Мы подозреваем, что с помощью некоторых платных предложений вы сможете продвинуться дальше в процессе и достичь более точных результатов, но это все равно не решает всех технологических проблем, связанных с генерацией файлов из текста в 3D, в первую очередь неточности размеров и форм, которые не оптимизированы для 3D-печати.
Кроме того, процессу не хватает точности и контроля над конечным 3D-результатом, что может ограничить его полезность для инженерии, проектирования продуктов или всего, что требует жестких допусков.
Однако преимущество этих инструментов заключается в том, что они представляют собой быстрый и доступный способ перехода от концепции к «визуальной» 3D-модели без необходимости традиционных навыков моделирования. Они особенно полезны для быстрого прототипирования, творческих экспериментов и создания простых моделей для визуальных или художественных целей.
В лучшем случае модели, созданные с помощью этих бесплатных инструментов, могут служить творческим вкладом в программное обеспечение CAD, экономя время на начальном моделировании.
Эта область быстро развивается. В течение нескольких месяцев мы ожидаем появления на рынке новых инструментов искусственного интеллекта, поэтому следите за новостями.
Какой ваш любимый способ преобразования текста в 3D-модель?
Сообщите нам в комментариях.
