こんにちは、管理人のウノケンです。
今回は、生成AI（ジェネレーティブAI）を使って3Dプリンター用の3Dデータを作る方法について解説していきます。
ChatGPTやMidjourneyをはじめ、昨今話題の生成AI。生産性の向上や単純作業の代替など、すでに実用レベルに到達したAIのますますの発展に世界中が期待を寄せています。
3Dプリンターの世界においても、
「3DモデルをAIで生成できるのではないか？」
と考える方も多いのではないでしょうか？
そこで今回は、生成AIを使った3Dモデルの自動生成から3Dプリントまで、以下のステップで具体的に解説していきます。
この記事を読めば、「3Dモデリングが苦手」「3Dモデリングが面倒」という方でも簡単にデータを作成し、3Dプリントすることが可能になります。次世代の3Dプリンティングを一緒に体験したい方は、ぜひ最後までご覧ください。
最新の3Dモデル生成AI「Tripo AI」を活用した3Dプリントについて解説しています！
最新の3Dモデル生成AI（2024年10月時点）を活用したプリント例を動画で解説しています。記事とあわせて活用してみてください！
それでは見ていきましょう！
3Dプリンティングにおける生成AI（ジェネレーティブAI）
生成AI（ジェネレーティブAI）とは？
生成AI（ジェネレーティブAI、Generative AI）は人工知能の一種で、テキストや画像をもとに新しいコンテンツを生成する能力を持つAIのことを指します。
画像、テキスト、音声など、様々な形のデータを生成することが可能で、3Dモデリングの分野でも注目されています。
3Dモデリングへの生成AI（ジェネレーティブAI）の応用
テキストや画像の生成において、すでに驚異的な性能を見せている生成AI。3Dモデリングの世界においてもいくつかのサービスが誕生し、注目されはじめています。
まだまだ実用に耐えるレベルとは言えませんが、テキストや画像の世界を見れば想像できるように、近い将来、3Dモデリングの生産性向上に寄与してくれることが期待できます。
3Dモデル生成AIの例
ここからは、現時点の主な3Dモデル生成AIの例をいくつか紹介していきます（2023年7月時点）。
Shap-E
「Shap-E」は、ChatGPTで一躍有名になったOpenAIが2023年5月に発表した3Dオブジェクト生成AIです。
テキストや画像を入力することで、誰でも簡単に3次元データを生成することができます。
Githubからアクセスしたり、Hugging FaceのWebアプリとして無料で使用することができます。生成された3Dデータはダウンロードできるので、ローカルに落として編集することも可能です。
この記事の後半では、Shap-Eを用いて3Dモデルを生成し、3Dプリンターで出力するところまで実践してみたいと思います。
DreamFusion
「DreamFusion」は、Googleが2022年9月に発表した、テキストから3Dモデルを生成するAIです。
Stable Diffusionを用いて、PyTorchによる実装を行う「Stable-Dreamfusion」というプロジェクトも進行中。こちらはGithubからアクセスすることができます。
Magic3D
「Magic3D」は、GPUの巨人NVIDIAが2022年11月に発表した、テキストから3Dモデルを生成するAIです。Googleの「DreamFusion」に比べて「2倍速く、8倍の解像度で」生成できるとして話題となりました。
論文画像からもその解像度の高さが伺い知れる「Magic3D」。残念ながらコードは公開されていないようです。詳細が気になる方は、2023年のCVPRにおける発表（約6分）をご覧ください。
3Dモデルを簡単に生成！「Shap-E」を使ってみよう
3Dモデル生成AIを3Dプリンティングに活用するため、今回は「Shape-E」を使った3Dモデル生成を行っていきます。無料のHugging FaceのWebアプリを使って、3Dモデル生成方法について確認していきましょう。
無料で使える！「Shap-E」の使い方を解説
「Shap-E」は、
- テキストから3Dモデルを生成する「Text to 3D」
- 画像から3Dモデルを生成する「Image to 3D」
の2通りの生成に対応しています。
Text to 3D
簡単なテキストを入力して「Run」をクリックすると、数十秒で3Dモデルが生成されます。
試しに「3d printer」と打ち込んでみると…
なんとなく「3Dプリンターっぽいもの」が現れました。もう少し詳細を追加して、「a 3d printer of fused deposition modeling type」と打ち込んでみると…
これまた「3Dプリンターの雰囲気がある何か」が生成されました。うーん、ちょっと惜しい。
Image to 3D
続いては、画像から3Dモデル生成にトライ。今回はこちらの「家（正面）」の画像をインプットしてみます。
生成された3D画像は…
なかなかの出来ではないでしょうか？正面画像から「家」であることを認識し、人間が想像するような側面をもつ立体が生成されています。
このように、まだまだ「実用レベル」とは言い難い3Dモデル生成AIですが、同時に近い将来の性能向上も期待できますね！
次の項目では、「Shap-E」を使って3Dプリンター用のデータを生成し、プリントするまでの実践について解説していきます。
生成AI「Shap-E」を活用して3Dプリントしてみよう！
ここからは、3Dプリンティングへの3Dモデル生成AI「Shap-E」活用方法について、以下の手順で解説していきます。
「Shap-E」を使って3Dモデルを生成する
まずは「Shape-E」を使って3Dモデルを生成します。「Text to 3D」モードで、「a chair（イス）」と入力してみます。
かなり自然なイスの3Dモデルが生成されました。右上のダウンロードボタンをクリックすると、.glb形式で3Dデータをダウンロードすることができます。
Blenderを使ってSTLデータに変換する
3Dプリンターに読み込ませるためには、スライスソフトを使ってGコードを生成する必要があります。さらに、スライスソフトは通常STLファイル（.stl）形式で3Dデータをインポートするため、「.glb→.stl」の変換を行う必要があります。
今回は、3DCGソフトBlenderを用いて「.glb→.stl」の変換を行います。
Blenderを開いたら、「File」→「Import」→「glTF 2.0 (.glb/.gltf)」の順にクリックし、「Shap-E」で生成した.glbファイルをインポートします。