Künstliche Intelligenz Teil 3: KI für den Entwurf
Auch für den Entwurf und die Planung werden inzwischen zahlreiche smarte Werkzeuge angeboten. Teil 3 dieser Serie stellt KI-Bildgeneratoren vor und zeigt die Möglichkeiten, aber auch Grenzen.
KI-Designwerkzeuge verändern die Formensprache: mit einem professionellen Bildgenerator erstellte Gestaltungsidee für eine futuristische Villa. © Studio Tim Fu
KI-Werkzeuge für Planer sind längst nicht mehr nur auf die Generierung von Texten, Webseiten oder Gestaltungsvorschlägen für Architekturobjekte mithilfe von Bildgeneratoren beschränkt. Inzwischen gibt es auch KI-Programme für Grundstücks-Analysen, Machbarkeitsstudien oder für die Grundriss-Generierung (siehe auch Teil 1: „KI im Architekturbüro“). Dieser dritte Teil geht speziell auf KI-Bildgeneratoren ein. Sie nutzen künstliche neuronale Netze, maschinelle Bilderkennung und maschinelles Lernen, um riesige Mengen von Bilddaten zu analysieren, Muster und Zusammenhänge zu erkennen und daraus neue Bildinhalte entsprechend den Anwenderwünschen zu generieren. Damit lassen sich erste Anregungen für Design- oder Entwurfsideen entwickeln – etwa für ein Möbelstück, eine Küchen- oder Badeinrichtung oder ein komplettes Bauwerk. Diese kann man als Inspiration für die weitere Entwurfsausarbeitung nutzen, ohne die jeweiligen Objekte skizzieren oder dreidimensional modellieren zu müssen. Die Bandbreite reicht von allgemeinen KI-Bildgeneratoren, bis zu speziell für Architekten, Innenarchitekten und Designer zugeschnittenen Lösungen.
KI-Bildgeneratoren erzeugen auf der Grundlage von Texteingaben oder Skizzen neue Bildinhalte im gewünschten Darstellungsstil. © LookX.AI
Wie funktionieren KI-Bildgeneratoren?
Es genügt eine (meist in Englisch zu formulierende) textliche Anweisung, „Prompt“ genannt, was abgebildet werden soll. Soll zum Beispiel ein Sessel generiert werden, müssen das Objekt (z.B. chair, armchair etc.), ein Designstil (z.B. modern, crazy etc.), das Material (z.B wood, leather etc.) und die Darstellungsweise (z.B. sketch, rendering etc.) angegeben werden, also etwa: „modern wooden armchair, rendering“. Je nach Programm, können teilweise über Schieberegler die Bildgröße, Auflösung und andere Parameter festgelegt werden. Das Bild wird in wenigen Sekunden generiert (siehe Beispiel Abbildung). Entspricht es nicht den Erwartungen, kann man Prompt-Wörter ändern, ergänzen, teilweise mit negativen Prompts unerwünschte Bildelemente entfernen und sich so schrittweise dem gewünschten Ergebnis nähern. KI-gestützte Prompt-Generatoren, wie zum Beispiel PromptPerfect oder der ChatGPT Promptgenerator vereinfachen die Suche nach passenden Prompts. Neben Text-zu-Bild- gibt es auch Bild-zu-Bild-Generatoren. Sie können neue Abbildungen auch anhand eines hochgeladenen Fotos oder einer Skizze erzeugen. Diese werden als Vorlage verwendet und mit den gewünschten neuen Inhalten (z.B. neue Objekte, Farben, Materialien, Hintergründe oder Lichtstimmungen) zu einem neuen Bild zusammengesetzt. Fotomontagen oder künstlerische Verfremdungen lassen sich damit ebenso realisieren.
Für die Bilderstellung eines Objektes, etwa eines ungewöhnlich gestalteten Möbelstücks, benötigen Text-zu-Bild-Generatoren nur wenige Sekunden. © Prodia
Was können architekturspezifische Bildgeneratoren?
Speziell für den Baubereich zugeschnittene Bildgeneratoren, wie RoomGPT oder LookX.AI können darüber hinaus für Raumgrundriss-Skizzen oder Raumfotos fotorealistische Einrichtungsvorschläge machen. Passend zum gewählten Designstil lassen sich so Räume unterschiedlich einrichten, Farben, Materialien oder Lichtstimmungen variieren. Teilweise können die Veränderungen auch auf einen zuvor definierten Bildbereich beschränkt werden. So kann man Bildveränderungen gezielter vornehmen – oder sich etwa für eine Baulücke von der KI (mehr oder weniger passende) Vorschläge für die Fassadengestaltung machen lassen. Architekturspezifische Bildgeneratoren verfügen darüber hinaus über vielfältigere Einstellmöglichkeiten – etwa zu Hintergründen, zur Lichtgestaltung, oder zu Bau- und Designstilen. Teilweise sind Text-zu-Bild- oder Bild-zu-Bild-Generatoren in umfassende Lösungen eingebunden, die auch Grundrisse aus Skizzen und daraus per VR-Brille virtuell begehbare 3D- oder BIM-Modelle generieren können. Vereinzelt nutzen auch schon CAD-/BIM-Programme wie Archicad oder Vectorworks KI-Bildgeneratoren, um erste Konzeptideen für eine Raumeinrichtung oder für ein Gebäude zu generieren und diese anschließend zu variieren. Es gibt auch in CAD- oder 3D-Modellierprogramme wie Revit, Rhino 3D oder Sketchup integrierte KI-Tools, die mit den jeweiligen Programmen generierte 3D-Modelle rendern, wie zum Beispiel ArkoAI oder Veras.
Archi erzeugt auf der Grundlage von Raumfotos fotorealistische Einrichtungsvorschläge. © Archi
Welche Bildgeneratoren sollte man kennen?
Aus der inzwischen beachtlichen Vielzahl an KI-Bildgeneratoren (siehe auch „Weitere Produkte und Anbieter“) fallen vor allem die folgenden Lösungen durch die häufige Nennung in Online-Übersichten, wie zum Beispiel AECMagazine, Allthingsai, Architizer, Dezeen, Parametric Architecture oder ZDNET, durch besondere architekturspezifische Funktionen oder durch die Ergebnisqualität auf. Die meisten Lösungen sind kostenpflichtig und setzen eine Registrierung voraus. Einige bieten, nach einer Anmeldung über ein Google- oder Facebook-Konto, auch eine kostenfreie Testmöglichkeit oder sind in der Basic-Version kostenfrei (z.B. Craiyon, Deep Dream Generator, Microsoft Designer oder Prodia).
Archi: … erzeugt entsprechend eines hochgeladenen Raumfotos und des gewählten Designstils fotorealistische Einrichtungsvorschläge für Wohn-, Schlaf- und Esszimmer, Küche oder Bad. Allerdings stimmen die gewählten Stilrichtungen nicht immer mit den Ergebnissen überein. Zielgruppen sind neben Architekten und Innenarchitekten auch Privatanwender. Die Preise liegen zwischen 19 und 89 USD pro Monat für eine Einzel- oder Teamlizenz. (www.archi.ai)
ArkoAI: … ist ein KI-Tool, das in wenigen Minuten fotorealistische Renderings auf der Grundlage von Revit-, Rhino 3D- oder Sketchup-Modellen generiert. Mit der „Seed-Einstellung“ werden 3D-Modelle konsistent im gewählten Stil gerendert. Mit negativen Prompts lassen sich bestimmte visuelle Elemente eliminieren, Farben anpassen oder Stile beeinflussen, was Feinabstimmungen ermöglicht und Renderingprozesse beschleunigt. Arko kostet ab 25 USD pro Monat. (www.arko.ai)
Dall-E: … ist ein von OpenAI entwickelter Text-zu-Bild-Generator, der auf der Grundlage von OpenAIs GPT-3-Modell arbeitet. Dall-E ist sehr vielseitig und kann realistische Landschaften oder abstrakte Kunstwerke ebenso generieren wie futuristische Architektur. Dall-E ist aktuell in der dritten, verbesserten Version kostenfrei, sowie als Plus- und Enterprise-Version ab 20 USD monatlich erhältlich. (www.openai.com/dall-e-3)
LookX: Der speziell für Architekten und Designer zugeschnittene KI-Generator kann sowohl Prompts als auch Skizzen in Renderings oder Bewegtbilder umwandeln. Wenn es mit Modellen oder Architekturstilen „gefüttert“ wird, entwickelt LookX neue Gebäude mit ähnlichen Eigenschaften. Die Vielzahl an Funktionen, Einstellmöglichkeiten und eine Plugin-Option für SketchUp und Rhino machen LookX zu einem vielseitigen und nützlichen Designtool. Zeitlich begrenzt ist LookX kostenlos, ein monatliches oder jährliches Abonnement kostet 20 USD bzw. 199 USD. (www.lookx.ai)
Midjourney: … ist ein sehr leistungsfähiger allgemeiner KI-Bildgenerator mit einer sehr hohen Qualität der Bildergebnisse und verschiedenen Einstellungsmöglichkeiten, wie etwa des Bild-Seitenverhältnisses. Bildvariationen lassen sich ebenso schnell erstellen wie Bildvergrößerungen. Allerdings ist die Bedienung über die Discord-Oberfläche etwas gewöhnungsbedürftig. Die monatlichen Nutzungsgebühren liegen zwischen 10 und 120 USD. (www.midjourney.com)
Microsoft Designer: Dieser Text-zu-Bild-Generator vom Microsoft Designer kann Abbildungen bis zu einer Bildgröße von 1792 x 1024 Bildpunkten anhand in Deutsch formulierter Prompts generieren. Nach einer Anmeldung kann die Software kostenlos genutzt werden, verfügt allerdings über keine weiteren Einstellmöglichkeiten, außer des Bildformates. (https://designer.microsoft.com/image-creator)
Auch der kostenlose KI-Bildgenerator Microsoft Designer erzeugt Abbildungen anhand von Text-Prompts. © SMicrosoft
PromeAI: Dieser „Kunstgenerator“ verwandelt Skizzen in fotorealistische Renderings – und umgekehrt, macht Bildretuschen, verändert Bildhintergründe, generiert aus Texten oder Bildern kurze Videoclips etc. Anwender können dabei Stile und Designkonzepte wählen. Das vielseitige Grafik-Tool enthält auch architekturspezifische Funktionen zur Gestaltung von Innenräumen oder Gebäuden. Die Preise bewegen sich zwischen 19 USD und 79 USD pro Monat, Anwender erhalten zusätzlich monatliche Gratis-Guthaben. (www.promeai.pro)
RoomGPT: … erzeugt auf der Grundlage eines hochgeladenen Raumfotos mit der aktuellen Einrichtung und eines zu wählenden Einrichtungs-Stiles Ideen für eine Neugestaltung. Der Fokus liegt auf der Raumgestaltung mit Möbeln, Materialien und Farben. Allerdings sind die Gestaltungsfunktionen etwas eingeschränkt. RoomGPT gibt es als Abo: 30 Gestaltungsvorschläge (Credits) kosten 9 USD, 200 Credits gibt es für 29 USD (www.roomgpt.io)
Stable Diffusion: Dieser allgemeine Text-zu-Bild-Generier, der auch von Archicad als Archicad AI Visualizer für die Erstellung von 3D-Visualisierungen in früher Entwurfsphase genutzt wird, generiert Bilder in hoher, fotorealistischer Qualität. Mithilfe einer Prompt-Datenbank können sich Anwender, die den KI-generierten Abbildungen zugrunde liegenden Prompts anschauen und daraus eigene Prompts erstellen. Die monatlichen Abo-Gebühren liegen zwischen 7 und 14 USD. (https://stablediffusionweb.com/de)
Dier Text-zu-Bild-Generator Stable Diffusion erzeugt Architekturbilder im gewünschten Designstil. © Stable Diffusion
Veras: … ist ein architekturspezifisches KI-Visualisierungswerkzeug, das als Plugin für Autodesk Revit und Forma, Rhino, Sketchup oder Vectorworks aus 3D-Modellen nicht nur fotorealistische Renderings, sondern auch Gestaltungsvorschläge für Innenräume, 3D-Modelle, Bilder oder einen markierten Bildteilbereich generieren kann. Über Schieberegler lassen sich diverse Einstellungen vornehmen. Ein Abonnement gibt es ab 49 USD pro Monat, für Studenten und Ausbildungsstätten schon ab 24 pro Monat. (www.evolvelab.io/veras)
YanusAI: … generiert aus Skizzen fotorealistische Visualisierungen in einer Auflösung bis zu 12K (12.288 x 6.480 Pixel). Das Besondere: Materialien lassen sich einzelnen Bildobjekten gezielt zuordnen, was eine Änderung und individuelle Anpassung maschinengenerierter Designvorschläge erheblich vereinfacht. Die Preise dieses in Deutschland entwickelten KI-Bildgenerators liegen zwischen 49 und 149 EUR pro Monat. Derzeit kann YanusAI als kostenlose Alpha-Version getestet werden. (www.yanus.ai)
YanusAI generiert aus Skizzen fotorealistische Visualisierungen in hoher Auflösung und kann Materialien einzelnen Bildobjekten gezielt zuordnen. © Yanus.AI
Chancen und Herausforderungen
Die KI ist längst auch in die Architekturbüros eingezogen – und sie wird bleiben. Dass sie kreative Prozesse nicht nur unterstützen, sondern in gewisser Weise auch selbst „kreativ“ werden kann, mag für einige beunruhigend, für andere inspirierend sein. Diese unterschiedlichen Reaktionen rief aber auch schon CAD-Software hervor, als sie vor über 30 Jahren in den Architekturbüros Einzug hielt. Die KI kann eine ganze Menge mehr, ist aber letztlich auch nur ein unterstützendes Werkzeug, das richtig eingesetzt werden will. Spontanität, Genialität, Intuition, künstlerisch-schöpferische Fähigkeiten oder die Einfühlung in Bauherrenwünsche wird die KI (bis auf weiteres) nicht ersetzen können. Sie ist auch nicht wirklich „kreativ“, da sie nichts Neues schafft, sondern lediglich Bestehendes immer wieder neu kombiniert. Auch die Berücksichtigung wichtiger Entwurfsparameter und deren Wechselwirkungen, wie städtebauliche Rahmenbedingungen, der umgebende Bestand, der „Genius Loci“, Raumbeziehungen, Sichtachsen, baurechtliche Vorgaben und so weiter sind (noch) Schwachpunkte von KI-Systemen. Auch technisch schwächeln einige Lösungen: So lassen sich häufig Materialien nicht gezielt bestimmten Bauteilen zuordnen, Bildbereiche nicht gezielt verändern oder die Ausgabequalität der Bilddaten (Auflösung, Renderqualität etc.) ist schlecht. Ungeklärt sind auch urheberrechtliche Aspekte: Welche Trainingsdaten wurden benutzt und wem gehören die KI-generierten Inhalte? Die meisten Anbieter haben ihren Firmensitz in den USA, was urheberrechtliche Aspekte zusätzlich kompliziert und den Datenschutz, Support oder Kontaktmöglichkeiten einschränkt. Trotz dieser Schwächen und offener Fragen: Die Einsatzpotenziale von KI-Bildgeneratoren sind interessant, vielversprechend und werden mittel- und langfristig nicht nur CAD-, Grafik- oder Visualisierungsprogramme, sondern auch die Arbeitsweise von Architekten verändern.
Mithilfe von Schiebereglern lässt sich die Varianz des vorgegebenen Stiles oder der Geometrie verändern. © Evolvelab, Veras
Weitere Produkte und Anbieter
BlueWillow (www.bluewillow.ai), Craiyon (www.craiyon.com), DecorMatters (www.decormatters.com), Deep Dream Generator (www.deepdreamgenerator.com), Dreamlike (https://dreamlike.art), Hotpot (www.hotpot.ai), Jasper Art (www.jasper.ai), Lexica (www.lexica.art), NightCafé (https://creator.nightcafe.studio), Playground (www.playgroundai.com), Prodia (https://app.prodia.com), Starryai (www.starryai.com)
Link- und Literaturtipps
www.aecmag.com/ai – AECMagazine, KI-News
www.designundki.de – Design und KI
www.parametric-architecture.com – Parametrische Architektur
Engenhart, M., Löwe, S.: Design und künstliche Intelligenz. Theoretische und praktische Grundlagen der Gestaltung mit maschinell lernenden Systemen, Birkhäuser, Basel, 2022
Text: Marian Behaneck, Sophie Ponton
