استفاده از هوش مصنوعی برای رندر سه بعدی : راهنمایی کاربردی برای طراحان - قسمت اول

07 بهمن 1402 | مهندس مارال شایق

روند آهسته و دقیق تولید *رندرهای با کیفیت بالا، اغلب با سرعت بالای مورد نیاز، در ایده پردازی اولیه یک مفهوم متضاد است. سوال اینجاست که چگونه میان این کیفیت و سرعت به تعادل برسیم؟

(*رندر : رندر فرآیندی است که در تولید یک تصویر دو بعدی یا سه بعدی از یک مدل با استفاده از نرم افزارهای گرافیکی انجام می شود.)

من (آنتوان ویدال) به عنوان یک *طراح محصول، که علاقه زیادی به طراحی سه بعدی دارم ، همیشه سعی کرده ام از هر فرصتی برای وارد کردن سرگرمی های خود به کارم استفاده کنم و به بالا بردن کیفیت کار کمک کنم. متأسفانه، روند آهسته و دقیقی که در تولید رندرهای با کیفیت بالا انجام می شود، اغلب با سرعت بالای مورد نیاز برای مراحل ایده پردازی اولیه یک مفهوم و طراحی آن سازگار نیست.

در طراحیِ محصولِ دیجیتالی، فرآیند ایجاد یک مفهوم ، مرحله مهمی است که در آن ایده ها شروع به شکل گیری می کنند. این مرحله، چیزی بیش از ترسیم طرح های اولیه است و شامل تصور عملکرد یک محصول، تجربه کاربری و جذابیت ظاهری آن محصول است. دارایی های ایجاد شده در این مرحله بسیار مهم هستند. آنها نه تنها به نمایش ایده‌ها در مورد آن محصول کمک می‌کنند، بلکه در گنجاندن مفهوم اولیه آن محصول در چیزی ملموس‌تر نیز، نقش کلیدی دارند. این کار این کار به برانگیختن احساساتی که در نهایت می خواهید، تجربه محصول شما برای کاربر نهایی تداعی کند، کمک می کند و برای آزمایش تایید مشتریان مفید است.

طبق تجربه من، طراحان معمولاً سعی می کنند قبل از ایجاد تصاویر مناسب در مراحل بعدی طراحی، در اینترنت دارایی هایی متناسب با آنچه در ذهن دارند، پیدا کنند. این کار ناامید کننده است و فقط تقریبی است که معمولاً ترکیبی از تصاویر نامناسب ایجاد می کند و زمان قابل توجهی را نیز از طراح می گیرد.

من در طول سال گذشته، ادغام رندرهای مبتنی بر هوش مصنوعی را در جریان کار خود بررسی کردم. نه تنها فرآیند ایجاد و تکرار این تصاویر را تسریع می کند، بلکه آن را برای طراحانی که تخصص چندانی در زمینه طراحی سه بعدی ندارند، بسیار قابل دسترس تر می کند (و بیشتر آن منبع باز است!). این روشِ کاریِ جدید، همان چیزی است که امروز می خواهم با شما به اشتراک بگذارم.

محاسن و معایب ایجاد رندر سه بعدی به روش سنتی

فرآیند‌های کاری ایجاد رندرهای سه بعدی به روش سنتی با سطح بالایی از وفاداری ، سنگ بنای خلق آثار بصری هستند. فرآیند خلق این تصاویر به طور کلی به سه مرحله تقسیم می شود که هر مرحله نیازمند توجه دقیق به جزئیات و درک عمیق از ابزارها و فرآیندهای هنری است و تسلط بر این موارد به سال های زیادی تجربه نیاز دارد.

1.مدل سازی: در این مرحله، مدل های سه بعدی موردنیاز برای یک صحنه، ساخته می شود. برای هنرمندان کم تجربه ، این فرآیند می تواند بسیار مشکل ساز باشد و در صورت بروز اشتباه، نیاز به شروع مجدد دارد. داشتن آشنایی کامل با ابزارهای مخصوص نرم افزارِ سه بعدیِ انتخابیِ شما، برای این مرحله ضروری است.

2.بافت و نورپردازی: این مرحله شامل اضافه کردن رنگ، بافت و نور به مدل‌ها است که برای واقع‌گرایی و ایجاد حس و حال در صحنه ضروری است. بسته به مسیری که برای ایجاد صحنه پیش می رویم، این مرحله می تواند نسبتاً ساده تا بسیار پیچیده باشد.

3. ایجاد رندر: در نهایت، نرم افزار هایی مانند *اکتان رندر و *سایکلز ، به دلیل فیزیک نور واقع گرایانه خود استفاده می شوند که سطح بالایی از جزئیات و انعطاف پذیری را در ایجاد همه چیز، از تصاویر واقعی گرفته تا تصاویر انتزاعی، امکان پذیر می کنند. برای صحنه های پیچیده با انیمیشن، این مرحله می تواند ساعت ها برای چند ثانیه فیلم طول بکشد.

(*اکتان رندر  :Octane Render  یک موتور رندر بدون پیش‌فرض اصطلاحاً unbiased با قابلیت real time یا بلادرنگ است.)

(*سایکلز: Cycles  یکی از محبوب ترین نرم افزارهایی است که برای رندرینگ مدل های بلندر، استفاده می شودو به عنوان یکی از ساده ترین نرم افزارهای رندر برای یادگیری شناخته شده است. این ابزار عالی برای اهداف مختلف استفاده می شود، و به ویژه برای ساخت انیمیشن بسیار مناسب است.)

نرم افزارهای رندرینگ بدون پیش فرضی همچون اکتان و بلندرز سایکلز، همانطور که از نامشان پیداست، نورپردازی و شبیه سازی مواد را با پیش فرض کمتری انجام می دهند، به این معنی که در فرآیند شبیه سازی از میانبر استفاده نمی کنند. آنها در اصل صحنه را با فوتون های مجازی می پوشانند، و با جمع آوری اطلاعات مربوط به صحنه شبیه سازی را انجام می دهند و به دوربینی ختم می شوند که مثل یک چشم مجازی عمل می کند.

این امر منجر به خلق تصاویری با کیفیت استثنایی و واقع گرایانه می شود، اما به قدرت محاسباتی و زمان قابل توجهی نیاز دارد و آنها را به گزینه ای پرهزینه تبدیل می کند. این مساله همچنین به این معنی است که داشتن پردازنده‌های گرافیکی قدرتمند، برای کار با این برنامه ها ضروری است و معمولاً برای افرادی که فقط کنجکاو هستند در مورد ایجاد این تصاویر تحقیق کنند، گزینۀ مقرون به صرفه ای نیست. این ابزارها، در تکرار فیزیکِ نورِ دنیای واقعی ، عالی هستند و سطح بی نظیری از جزئیات و واقع گرایی را ارائه می دهند. آنها انعطاف‌پذیری لازم برای خلق هر چیزی، از صحنه‌های فوتورئالیستی گرفته تا تصاویر و جلوه های سوررئال و انتزاعی، را فراهم می‌کنند و همین امر است که اینگونه نرم افزارها را برای یک هنرمند سه بعدی ارزشمند می‌سازد.

هرکسی نمی داند که چگونه از این ابزارهای رندرینگ پیچیده استفاده کند. در واقع، افراد بسیار کمی  نحوه کار با این ابزارها را می دانند . من بیشتر از 3 سال است که مشغول یادگیری و تمرین با نرم افزارهای سه بعدی هستم و هنوز نمیتوانم بگویم ذره ای از این دنیای بیکرانِ آنچه با نرم افزار بلندر می توان انجام داد را به طور کامل می دانم.

خلق یک تصویر زیبا، نه تنها مستلزم کنترل و مهارت فنی زیاد بر ابزارهای قدرتمندی است که در دسترس شماست، بلکه شامل درک عمیق هنر و اصول طراحی نیز می شود. این موضوع می تواند طاقت فرسا و دلسرد کننده باشد. علاوه بر این پیچیدگی، این رویکرد دقیق و کنترل شده برای مفهوم سازی و تکرار سریع، به ویژه در مراحل اولیه یک پروژه،  روند مناسبی نیست.

صرفِ ۴ ساعت زمان، برای ایجاد و رندر یک تصویر ، آن هم زمانی که می خواهید تنها در طول چند روز به طیف گسترده ای از دستورالعمل ها و ایده ها برسید، واقعا چالش برانگیز است.

پتانسیل و محدودیت های تصاویر تولید شده توسط هوش مصنوعی

از سوی دیگر، تصاویر تولید شده توسط هوش مصنوعی، قلمرویی از امکانات بصری تقریباً بی‌نهایت را معرفی می‌کنند که تکرار سریع را تسهیل می‌کنند، به طوری که یک تغییر جزئی سریع در دستور، می‌تواند به یک مسیر خلاقانه کاملاً جدید منجر شود. سهولت تکرار با تصاویر تولید شده با هوش مصنوعی بی نظیر است . حتی یک تغییر جزئی در یک دستور می تواند منجر به تغییر قابل توجهی در سبک بصری تصویر شود.

با این حال، یک مشکل عمده در این روش وجود دارد و آن، عدم کنترل است. اگر بخواهیم تصویری مشابه تصویر اولیه، با سبک، ترکیب و تنظیم داخلی خاصی ایجاد کنیم، ممکن است شبیه به لاتاری بازی کردن باشد و هرگز موفق نشویم .

اینکه بارها و بارها تصاویر را ایجاد کنید تا زمانی که به تصویری برخورد کنید که تعادل مناسبی از سبک، ترکیب بندی، نورپردازی و چیدمانی را که در ذهن دارید داشته باشد ، کار ساده و همیشگی نیست. این فرآیند می‌تواند بسیار کند و خسته‌کننده باشد، به‌ویژه زمانی که سعی می‌کنید تصویر را با الزامات زیبایی‌شناختیِ محصولات و برندی خاص مطابقت دهید.

در اینجا، کنترل ، حرف اول را می زند. چالش اصلی، در استفاده از سرعت و جزئیات هوش مصنوعی ، و در عین حال حفظ یک کنترل قاطع بر خروجی خلاقانه، نهفته است.

ارتقای تصاویر سه بعدی با هوش مصنوعی : خلاقیت و کنترل

ادغام ابزارهای هوش مصنوعیِ منبع باز، در ابزارهایی مانند Blender مثل نرم افزار ControlNet اولین گام در حل برخی از چالش‌هایی است که در بالا مطرح کردیم .  نرم افزارControlNet  می تواند اطلاعات موجود در صحنه را بخواند، مثلاً:

• عمق : فاصله هر شی از دوربین و از سایر اشیا چقدر است.
• خطوط : لبه های اشیاء در صحنه، کجا هستند؟
• معناشناسی : تشخیص اینکه چه اشیایی در صحنه هستند (مثلاً این یک کاناپه است، این یک لامپ است.)

این روند کاری جدید، به طراحان اجازه می دهد تا کنترل خود را بر روی کار حفظ کنند و در عین حال از انعطاف پذیری ارائه شده توسط هوش مصنوعی بهره مند شوند. طراحان می توانند با یک مدل سه بعدی ساده شروع کنند و با استفاده از هوش مصنوعی، به سرعت جهات بصری مختلف را بررسی کرده و تنظیمات سریعی را انجام دهند. این رویکرد منجر به فرآیندی مشارکتی می شود که در آن، دقت مدل سازی سه بعدی سنتی با سازگاری و سرعت هوش مصنوعی مطابقت دارد:

1. مدل‌سازی: بیشتر از اینکه روی جزئیات کم اهمیت کار کنید ، تمرکز خود را روی نسبت‌ها، چیدمان و ترکیب‌بندی بگذارید و مدل‌های سه‌بعدی ساده ایجاد کنید (اگرچه پیشرفت در نرم افزارهای تولید تصاویر سه‌بعدی می‌تواند این مرحله را از قبل ساده کرده باشد)
2. تولید : نرم افزار ControlNet اطلاعات مربوط به صحنه را با مدل انتشار به اشتراک می گذارد، که اینکار به نوبه خود تصویری ایجاد می کند که ترکیب بندی و سوژه را دست نخورده نگه می دارد. (اگر دیده باشید ، QR کدهای سفارشی از نرم افزار ControlNet  برای رسیدن به این هدف استفاده می کنند)
3. تکرار: کنترل تصویر ایجاد شده را به دست بگیرید . اگر کنترل کار سنگین باشد، هوش مصنوعی مطمئن می‌شود که رندرها با نسبت‌های مدل مطابقت دارند، اما جزئیات و «خلاقیت» را محدود می‌کند.

یکی از مزایای کلیدی این نحوه از کار با هوش مصنوعی، توانایی به اشتراک گذاری موثرتر مفاهیم اولیه با تیم های خلاقیت و طراحان محصول است. ارائه تصاویر با استفاده از هوش مصنوعی در مراحل اولیه ، به تعیین یک جهت مشخص برای پروژه کمک می کند، ارتباطات بهتر را تسهیل می کند و در زمان و منابع ارزشمند صرفه جویی می کند.

این روش همچنین باعث ایجاد مود بردهای سازگاری می شود که به عنوان نقاط مرجع حیاتی، در طول فرآیند طراحی عمل می کنند. این مود بردها را می توان به سرعت تنظیم و اصلاح کرد و به ما طراحان اجازه می دهد تا زبان بصری منسجمی ایجاد کنیم که جهت هنری پروژه را هدایت می کند.

(* مود برد : در جایی که کلمات قادر به تفهیم یک هدف نیستند ، مودبرد به کمک طراح می‌آید. مودبردها ابزار قدرتمندی برای ارتباط و تبادل داده‌ها از طریق تصویر هستند. طراحان از این طریق احساسات و ایده‌های خود را با مشتریان در میان گذاشته و فضایی را برای گسترش خلاقیت و توسعه ایده‌های خود ایجاد می‌کند.)

ابزارهای بیشتری نیز به طور منظم در حال عرضه هستند که این روش کار را قدرتمندتر می کنند . نرم افزار Krea، که بر مبنای LCM-LoRA ساخته شده است ، یک نوآوری جدید در دنیای مدل‌های انتشار است که امکان رندر تقریباً بی‌درنگ را فراهم می‌کند و تقریباً بلافاصله به ورودی شما واکنش نشان می‌دهد.

(*LCM-LoRAS: برای افزایش کارایی مدل‌های Stable Diffusion موجود طراحی شده است و آنها را سریع‌تر و همه‌کاره‌تر می‌کند. این تکنیکی است که می‌تواند LDM‌ها را با تقسیم آن‌ها به مدل‌های کوچک‌تر و سریع‌تر، بدون کاهش کیفیت تصویر، سرعت بخشد.)

پایان قسمت اول

افراد دارای مهارت در این زمینه

در صورتی که در این زمینه تخصص یا مهارتی دارید، پس از ثبت نام در سایت و تکمیل فرم مشخصات شخصی ، پروفایل خود را به لیست زیر اضافه نمایید .