Modello 3D: come generarlo a partire da un'immagine

Un modello 3D è una rappresentazione digitale tridimensionale di un oggetto o di una scena. A differenza delle immagini “piatte” che rappresentano solo due dimensioni (larghezza e altezza), i modelli 3D includono anche la profondità, offrendo una visione completa e realistica dell’oggetto. Questi modelli sono ampiamente utilizzati in vari settori, come l’ingegneria, l’architettura, il design, i videogiochi, i film e la realtà virtuale: permettono ad esempio di visualizzare un oggetto a 360 gradi scoprendone tutti i dettagli.

Il formato .glTF (GL Transmission Format) è uno standard per la trasmissione e il caricamento di scene e modelli 3D. Progettato per essere efficiente e facile da utilizzare, .glTF permette la trasmissione rapida di modelli 3D su Internet e la loro visualizzazione in tempo reale. Questo formato riduce al minimo la perdita di qualità durante la compressione e mantiene i dettagli essenziali del modello, proponendosi quindi come una scelta ideale per le applicazioni Web e l’utilizzo in ambito mobile.

Unique3D, soluzione innovativa per creare un modello 3D

Un team di ricercatori dell’Università di Tsinghua (Cina) a giugno 2024 ha presentato un innovativo framework chiamato Unique3D, capace di generare automaticamente un modello 3D a partire da un’immagine. L’approccio sfrutta un modello di diffusione 2D per prevedere la forma dell’oggetto a partire da dati già conosciuti. In questo modo l’intelligenza artificiale può far leva sul sottostante modello generativo per “costruire” le parti mancanti dell’immagine 2D e trasformarla in un’accattivante realizzazione in tre dimensioni.

Il framework Unique3D si distingue per l’efficacia dell’elaborazione e la qualità dei modelli generati, riuscendo a creare viste 3D mesh dettagliate e accurate anche input non ottimali. Gli sviluppatori hanno reso disponibile una demo online gratuita su piattaforme come Hugging Face e Gradio, permettendo a chiunque di sperimentare questa tecnologia innovativa.

Come funziona Unique3D

Per comprendere meglio il funzionamento di Unique3D, è sufficiente visitare la home page del progetto su Hugging Face quindi selezionare una delle immagini di esempio proposte al di sotto del riquadro Frontview. In alternativa, cliccando sul piccolo pulsante Upload è possibile caricare una propria immagine.

A destra, suggeriamo di spuntare la casella Remove background in modo tale da richiedere la rimozione automatica dello sfondo eventualmente presente nell’immagine quindi cliccare su Generate 3D.

In circa 60 secondi, il sistema riesce a generare il modello 3D della foto selezionata o caricata manualmente dall’utente.

Download del modello in formato .glb

Cliccando sull’icona Download, è possibile salvare il modello e ottenere un file .glb. Il formato .glb (GL Transmission Format Binary) è un formato di file binario per la rappresentazione di modelli 3D. Derivato dal formato .gltf, citato in precedenza, .glb è ottimizzato per la trasmissione e il rendering efficienti di contenuti 3D su diverse piattaforme. Include dati come geometria, materiali, texture e animazioni in un singolo file binario, rendendo la distribuzione e l’uso dei modelli 3D più semplice e compatibile con vari strumenti e applicazioni.

Il formato .glb è stato sviluppato dal Khronos Group, lo stesso consorzio che ha creato gli standard grafici OpenGL e Vulkan.

Come stampare un modello 3D a partire da un file .glb

Per stampare un modello 3D a partire da un file .glb, sono necessari diversi passaggi. Si parte con l’utilizzo di un software di slicing utile a preparare il modello 3D per la stampa. Alcuni programmi di slicing gratuiti sono Cura, Slic3r e IdeaMaker.

Nel software di slicing, il modello 3D va posizionato e ridimensionato, assicurandosi inoltre che entri nell’area di stampa della stampante 3D. L’impostazione di parametri come densità di riempimento, spessore dello strato, velocità di stampa, temperatura di estrusione vanno regolati a seconda del materiale e della stampante utilizzati.

Alla fine, il processo di slicing provvede a suddividere il modello 3D in tanti strati sottili pronti per la stampa. Il modello può quindi essere esportato come file .gcode che la stampante 3D può interpretare e gestire. Tale oggetto può essere passato alla stampante 3D utilizzando un collegamento USB, una scheda SD o una connessione di rete.

Come aprire e modificare i file .glb generati da Unique3D

Per visualizzare i file .glb dei modelli 3D prodotti con Unique3D, si possono utilizzare diverse applicazioni.

Sono ad esempio disponibili molti visualizzatori 3D online gratuiti che consentono di aprire ed esaminare i modelli 3D contenuti in file .glb. Un paio di essi sono glTF Viewer e BabylonJS.

Per modificare un file .glb, sono necessari uno strumento di modellazione 3D e alcuni passaggi. Software come Blender (gratuito), 3DS Max, Maya, modo e altri sono in grado di importare il formato glTF/glb. Una volta importato il file, è possibile modificare la geometria utilizzando gli strumenti di modellazione del software, come estrusione, suddivisione, spostamento vertici e così via. È inoltre possibile regolare i materiali applicati al modello, cambiare le texture, i colori, le mappature UV, le proprietà di riflessione. Se il file .glb contiene una scena con più oggetti, è possibile aggiungerne di nuovi o rimuovere quelli esistenti.

Le tecnologie utilizzate da Unique3D

Unique3D integra diverse tecnologie avanzate per offrire risultati qualitativamente elevati. Innanzi tutto, il noto modello Stable Diffusion è utilizzato per generare le immagini usando il deep learning; Wonder3D per la ricostruzione dettagliata dei modelli; Zero123Plus per l’ottimizzazione del processo di generazione delle rappresentazioni mesh, Continues Remeshing per le attività di rifinitura continua del modello generato; Depth from Normals per calcolare la profondità e migliorare l’accuratezza del modello 3D.