創造力の解放: 3D ジェネレーティブ デザインにおける潜在空間の探究

デザインにおける創造的なプロセスは、常に限界を押し広げ、新しい領域を探求し、可能性を再考することです。高度な計算手法をデザイン ワークフローに統合し続ける中で、特にエキサイティングな方法の 1 つが、生成システム内の潜在空間の探索です。潜在空間は、生成モデルが動作する抽象的な領域であり、デザイナーが新しいインタラクティブな方法で作品に取り組む前例のない機会を提供します。

この記事では、3D 生成システム内で潜在空間の視覚化と補間の可能性を活用するインタラクティブ ツール「Browsing the Latent Space」(BLS) を紹介します。より広範な研究イニシアチブの一環として開発されたこのツールは、デザイナーに新しいデザインを理解、操作、生成するための直感的で強力な方法を提供することで、デザイン探索プロセスを強化します。

潜在空間によるデザイン探索の再定義

生成システムは、アートや音楽からデザインや建築まで、さまざまなクリエイティブ分野で大きな注目を集めています。しかし、これらのシステムとのやり取りは、モデルを実行し、出力を待ち、それがデザイナーの意図と一致することを期待するという、ややランダムで予測不可能なプロセスに限定されることがよくあります。しかし、これらのシステムの仕組みをさらに深く掘り下げて、出力の生成方法を理解し、さらには制御する方法があったらどうでしょうか。

ここで、潜在空間の概念が役立ちます。潜在空間とは、生成モデルがトレーニング プロセス中に学習したデータの低次元表現です。データ内の基本的なパターンと構造をキャプチャし、これを操作して新しいデザインを作成できます。この空間を視覚化して操作することで、デザイナーは生成システムが入力をどのように解釈するかについて貴重な洞察を得ることができ、より情報に基づいたクリエイティブなデザイン決定につながります。

生成システムの実験: 3D チェアのケース

私たちの研究では、潜在空間の創造的な可能性を探るケーススタディとして椅子に焦点を当てました。椅子はデザイン実践の定番であり、特に生成システムのコンテキスト内では実験のための豊富な基盤を提供します。リミックスと反復デザインの文化からインスピレーションを得て、潜在空間を使用して新しい椅子のデザインを探索、リミックス、作成するためのツールをデザイナーに提供することで、創造プロセスを強化することを目指しました。

私たちは、高品質の 3D モデルを生成できる強力なツールである GET3D 生成モデルを利用しました。このモデルの潜在空間を活用することで、椅子を定義する機能を視覚化し、操作することができました。このアプローチにより、デザイナーは生成システムをより深く理解できるだけでなく、潜在空間内の既存のデザインの間にあるまったく新しいデザインを作成することもできます。

潜在空間の可視化: 抽象的なデータから具体的なデザインへ

私たちのアプローチにおける重要な革新の 1 つは、潜在空間の視覚化です。生成モデルによって生成されるような高次元データは、解釈や操作が難しい場合があります。この課題を克服するために、次元削減技術を使用して、潜在空間を 2 次元マップに投影しました。このマップは、さまざまな椅子のデザインが、質感や形状などの特徴に基づいてどのように分布しているかを視覚的に表現します。

視覚化により、デザイナーは潜在空間をインタラクティブにズーム、パン、探索できます。デザイナーは類似のデザインがどのようにグループ化されているかを確認でき、生成モデルが学習した基礎構造が明らかになります。これはモデルの動作を理解するのに役立つだけでなく、創造的な探索の新たな可能性も開きます。

補間: 既存のデザインから新しいデザインを作成する

BLS ツールには、視覚化以外にも、デザイナーが既存の椅子のデザインを組み合わせて新しい椅子のデザインを作成できる補間機能も含まれています。潜在空間での補間では、既知のデータ ポイント (この場合は既存の椅子のデザイン) 間に新しいポイントを生成し、結果として得られるデザインを観察します。このプロセスにより、デザイナーはさまざまなデザイン機能間のスムーズな移行を探索し、革新的でユニークな出力を作成できます。

たとえば、デザイナーは潜在空間から 2 脚以上の椅子を選択し、補間ツールを使用して、選択した椅子の特性を融合した中間デザインを生成することができます。このプロセスは、広大なデザイン ランドスケープをナビゲートするのに似ており、各ステップで、これまで探索されていなかった新しい可能性と組み合わせが明らかになります。

デザイン探索の新しいパラダイム

「潜在空間の参照」ツールは、デザイナーが生成システムと対話する方法の大きな進歩を表しています。潜在空間への直感的なアクセスを提供することで、デザイナーは従来の設計探索方法の限界を超えることができます。このアプローチは創造性を高めるだけでなく、生成モデルの機能に対する理解を深め、より情報に基づいた革新的な設計手法につながります。

このツールの改良と拡張を続けていく中で、私たちはこのツールがデザイナーのツールキットの不可欠な部分になると考えています。今後のイテレーションには、リアルタイムのクラウドベースのモデル推論、より洗練された次元削減アルゴリズム、そしてこのアプローチを 3D チェア以外の他の生成システムに適用することが含まれる可能性があります。

結論: 創造的探求の未来

潜在空間の探査を設計プロセスに統合することで、創造性と革新の新しい時代が到来します。生成システムの潜在能力を解き放つことで、デザイナーは可能性の限界を押し広げ、斬新なだけでなく、使用するモデルの基盤となるメカニズムに深く関わるデザインを作成できます。

デザインの未来は、これらの高度な計算ツールを活用する能力にかかっており、「潜在空間のブラウズ」ツールはその始まりに過ぎません。これらのテクノロジーの探求と改良を続けることで、創造的な探求の可能性は無限に広がります。

BLS ツールを実際に体験したり、基礎となる研究について詳しく知りたい場合は、プロジェクトの Web サイト ([ここにリンクを挿入]) にアクセスするか、「潜在空間のブラウジング: ボリューム生成システムのインタラクティブな設計探索への新しいアプローチ」というタイトルの研究記事の全文をお読みください。

詳細や BLS ツールの操作方法については、プロジェクトの Web サイトを参照してください。
https://tcabezon.github.io/ls-exploration-tool/または、このプロジェクトの背後にある研究プロセス全体を網羅した研究論文「潜在空間のブラウジング: ボリューム生成システムのインタラクティブなデザイン探索への新しいアプローチ」をご覧ください。