可將圖文轉(zhuǎn)成3D模型,！OpenAI 發(fā)表新的Shap-E開源模型

2023年5月15日，南極熊獲悉,，發(fā)布著名人工智能產(chǎn)品ChatGPT 的OpenAI公司近日在 GitHub 網(wǎng)站上上發(fā)布了一款名為Shap-E 的條件生成模型,，專門用于生成3D 圖像。該模型可供用戶免費(fèi)下載使用,，它能夠使用文本從頭開始生成模型,，從而將 2D 圖像轉(zhuǎn)換為 3D 模型，還可以獲取模型并對其進(jìn)行更改,。從長遠(yuǎn)來看,，這可能會大大增加 3D 打印的普及率。畢竟對于3D打印從業(yè)者來講,，熟練的建模能力是不可或缺的一環(huán),。

Shap-E下載鏈接：https://github.com/openai/shap-e

與這項(xiàng)研究相關(guān)的還有一篇由 Alex Nichol 和 Haewoo Jun 撰寫的隨附論文，題為“Shap-E: GeneratingConditional 3D Implicit Functions”,。

論文鏈接：https://arxiv.org/abs/2305.02463

根據(jù) OpenAI 的說法,，Shap-E是一種新型的3D 圖像條件生成模型。傳統(tǒng)的模型只能生成單一的輸出表達(dá)形式,，但Shap·E 可以生成隱式函數(shù)的參數(shù),，這些函數(shù)可以作為紋理網(wǎng)格或神經(jīng)輻射場(NeRF) 進(jìn)行渲染，從而實(shí)現(xiàn)多樣化和逼真的3D 圖像生成,。Shap·E 采用了隱式神經(jīng)表示(INRs) 來編碼3D 圖像,，提供了一個(gè)靈活且高效的框架，能夠捕捉到3D 圖像的詳細(xì)幾何特征,。

使用AI 生成3D 模型是想當(dāng)困難的,，因?yàn)?D 模型可以是非常復(fù)雜,，具有大量的細(xì)節(jié)和紋理,。因此,，需要處理大量的數(shù)據(jù)和計(jì)算來生成這些模型，這需要強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)和算法支持,。同時(shí)需要精確測量和處理大量的數(shù)據(jù),，包括幾何形狀、尺寸,、紋理,、顏色等等。因此,，算法必須具有高度的精度和準(zhǔn)確性,，以確保生成的3D 模型符合預(yù)期。

Shap-E 的訓(xùn)練包括先將編碼器用來將3D 圖像轉(zhuǎn)換成隱式函數(shù)參數(shù),，再用有條件擴(kuò)散模型進(jìn)行訓(xùn)練,，從而生成多樣且復(fù)雜的3D 圖像。與Point-E 模型相比,，Shap-E 在更高維度和多重表示輸出空間的情況下,，顯示出更快的修正速度和相當(dāng)或更好的樣本質(zhì)量。

與Point-E的對比

OpenAI去年發(fā)表的Point-E是據(jù)文字提示產(chǎn)生3D點(diǎn)狀云,，而新發(fā)布的Shap-E可以將文字或圖片轉(zhuǎn)成3D圖形的Shap-E模型,。輸出文件可以在微軟小畫家3D（Paint 3D）中打開，甚至能夠轉(zhuǎn)成用于3D打印機(jī)的STL文件,。此外,，Shap-E相較去年發(fā)表的Point-E，能夠提供更好的3D圖像,，產(chǎn)出效率更高,。

OpenAI所開發(fā)的Shap-E 3D模型，是直接建立出物體的輪廓,，并采用神經(jīng)輻射場（Neural Radiance Fields,，NeRF）的功能，克服了初期模型的模糊性,。NeRF與VR,、AR使用的技術(shù)相同，可使3D場景視覺上更有臨場真實(shí),。Shap-E 可在GitHub下載,，并能在個(gè)人電腦上安裝執(zhí)行，目前Shap-E也不需要OpenAI API密鑰,，能夠免費(fèi)使用,。

據(jù)外媒《Tom's Hardware》測試,，Shap-E無論是要利用圖片還是文字都需要大量的電腦系統(tǒng)資源。Tom'sHardware 指出,，例如以搭載RTX 3080顯卡和Ryzen9 5900X處理器的桌機(jī)跑Shap-E,，完成繪制大約需要5分鐘。

而在ROG電競筆電配備RTX 4090顯卡和Intel Core i9-13980HX處理,，只需要兩到三分鐘,。但當(dāng)嘗試在搭載Intel第8 代U 系列處理器結(jié)合內(nèi)建顯卡的舊款筆電跑Shap-E，1 個(gè)小時(shí)只繪制約3%,。此外Shap-E 不支援NVIDIA以外的顯卡品牌,，硬體規(guī)格需要達(dá)到一定程度，才不會耗費(fèi)許多等待時(shí)間,。整體而言,，目前Shap-E的成果多數(shù)仍是低解析度，缺少細(xì)節(jié),。

開源的Shap-E 模型

用戶可以在 GitHub 上免費(fèi)下載Shap-E模型,，并在 Microsoft Paint 3D 上打開這一程序。該程序可以將用戶創(chuàng)建的渲染3D圖像轉(zhuǎn)換為 STL 文件,，并通過3D 打印機(jī)如實(shí)呈現(xiàn)出來,。

雖然 Shap-E 模型的這些基本知識可能看起來很簡單，但可能需要一些技術(shù)知識才能安裝和運(yùn)行該模型,。

Shap-E 開源模型的開發(fā)者Avram Piltch對其進(jìn)行測試,，他聲稱他花了 8 個(gè)小時(shí)才熟悉。他補(bǔ)充說,，除了解釋您應(yīng)該使用 Python pip 命令進(jìn)行安裝之外,，OpenAI 幾乎沒有提供任何說明。

安裝后,，Piltch 說他能夠使用彩色動畫 GIF 文件和單色 PLY 文件測試提示,，他指出，動畫 GIF 很受歡迎,。這其中的一些有趣案例如下所示：包括一只企鵝,、一把椅子和一架看起來像香蕉的飛機(jī)，所有這些都有不同的質(zhì)量級別,，具體取決于它們的文件類型,。Piltch 還使用了該模型的功能，該功能允許用戶上傳 2D 圖像以轉(zhuǎn)換為 3D 對象,。

△彩色動畫GIF 文件

Shap-E開發(fā)者還指出,，那些試圖安裝Shap-E 和渲染 3D 對象的人需要注意的是該模型需要大量的電腦系統(tǒng)資源。特別是,，Shap-E 僅與 Nvidia GPU 兼容,，需要高性能 CPU 才能在幾分鐘而不是幾小時(shí)內(nèi)完成渲染,。