从零基础开始:教你如何使用Shap-E,从文本生成模型到3D打印 

3D打印技术 /[软件]
2023-05-19 13:39
如果有一天,3D打印能够真正普及到千家万户,必须满足两个条件:3D打印机要足够便宜和易于使用,3D打印模型容易获取且低成本。

考虑到现在桌面级3D打印机设备已经进入高速打印时代,并迈向新的台阶,我们今天不再讨论机器本身,而是探讨在人工智能时代如何更便捷地获取3D模型。本文将逐步介绍如何利用Shap-E生成适用于3D打印的模型,为大家提供一个操作指南。
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在正式开始演示前,我们先了解下什么是Shap-E。

5月6日,ChatGPT的母公司OpenAI发布了最新的开源项目Shap-E,它可以通过文本或图像生成3D模型。这是一种由人工智能驱动的新型文本到3D模型生成器。初看起来与去年发布的Point-E相似,但OpenAI表示,Shap-E可以在几秒钟内生成复杂多样的3D模型,速度比Point-E更快,生成的样本质量更好。
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Point-E使用接收到的内容创建3D点云模型,然后转换为网格。而Shap-E直接生成隐式函数的参数,这些参数可以渲染成纹理网格和神经辐射场,克服了以前模型的模糊性。
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Shap-E的训练分为两个阶段:首先训练一个3D编码器,将3D物体映射为隐含函数的参数;然后在编码器的输出上训练一个条件扩散模型,能够输入图像或文本描述来生成3D物体。

如果你对此感兴趣,可以下载论文进行深入研究,包括Shap-E的功能、应用和局限性等。论文链接:https://arxiv.org/abs/2305.02463。回到之前提到的,Shap-E已经开源,可以直接在GitHub免费下载,并且可以在电脑上本地运行,无需使用OpenAI API密钥。这是下载链接:https://github.com/openai/shap-e
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在GitHub上,OpenAI展示了通过Shap-E生成的多个案例,包括看起来像香蕉的飞机、一只绿色的靴子、一架宇宙飞船、一只企鹅和一碗蔬菜等。然而,这些3D模型在细节方面还比较粗糙,无论是模型的精度、结构还是颜色贴图,都有很大的优化空间。

为了真正体验这款通过文字生成3D模型的AI工具,我们找到了HuggingFace Hub。该网站已上线Shap-E,并提供免费体验。打开链接:https://huggingface.co/spaces/hysts/Shap-E,就可以正式开始通过文字生成3D模型。
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首先,我输入了"3D printer",等待了28.3秒后,出现了一个看起来像3D打印机的模型。可以肯定的是,这是一台桌面级3D打印机,虽然无法确定具体的型号,但肯定不是Mendel I3或Kossel结构的机器。实际上,在模型生成页面上,还有一些参数可以调整,滑动条左右拖动,可以控制最终模型的精细度。
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除了通过文本生成模型,我们还可以使用图像转换模型。我随手将一张Raise3D E2 3D打印机的照片放入生成器中。生成器预计需要14.7秒呈现模型,但在17.2秒后才出现。突然感觉Shap-E和3D打印机有点相似:最终模型打印完成的时间往往比软件预估的要更长(尴尬)。
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生成后,我们可以点击"下载"按钮,导出以GLB格式保存的3D模型,可以直接在常用的设计建模软件中打开,例如Blender、Maya、3ds Max等。你也可以像我一样,直接使用Windows自带的"3D查看器"打开刚刚下载的模型。
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然而,如果你想将其转换为3D打印可用的STL格式,那么还需要下载3D Builder软件。下载链接:https://apps.microsoft.com/store/detail/3d-builder/9WZDNCRFJ3T6,或者直接在Microsoft应用商店中搜索并下载。
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通过3D Builder打开GLB文件,然后点击菜单栏左上角下拉中的"另存为",选择STL格式。最后,使用切片软件(例如Cura)打开模型进行代码转换,输出Gcode模型,然后将其保存到打印机中,即可开始打印。
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目前,我们必须承认当前的3D生成技术仍处于非常初级的阶段,生成的模型效果还达不到3D打印的要求。真正从文字生成模型再打印,似乎还有一段比较长的路要走。尽管如此,Shap-E仍然迈出了令人激动的一步,相信只需要多些大数据的训练,这一人工智能技术将有望成为游戏规则的改变者。

要知道,仅仅过去一年,从“文本到图像”的Midjourney已经变得非常成熟,并被广泛使用。如今,OpenAI的开源项目Shap-E为我们展示了在AI时代获取3D模型的新方法,这对于3D打印和其他相关领域来说将是一个重要的里程碑。

”想要什么,就打印什么“将不再只是一个愿景,而将成为现实。
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