CI3D實驗室
關於我們
本實驗室為Color Imaging 3D Lab (CI3D)，致力於發展高品質彩色3D數位影像技術。本實驗室屬於國立臺灣科技大學色彩與照明科技研究所的一部份，肩負教學工作、科學研究、應用研究、學術服務、社會責任等多方向功能。本實驗室建立於2011年，已經發展了PBR材質擷取，立體影像、各式3D掃描技術(結構光、雷射、影像輪廓)、AR投影技術、3D列印演算法等。研究領域以3D電腦圖學、3D電腦視覺、色彩科學與人因工程為主。我們致力於發展軟體演算法、硬體架構與整合性解決方案，並完成多項發明專利與技術轉移產品、以及跨國合作等。詳細請參考成果。
核心價值
研究主題定位
本實驗室一切的研究都從『照相』開始，專注於解決與處理『3D』問題。我們實驗室著重從數位相機照相之架構、過程、乃至後端資料生產，因而建構3D影像擷取之照相、演算、應用之完整生態技術。本實驗室重視軟實力(撰寫軟體之能力培養)、兼顧基礎硬體涉獵。
感興趣的研究議題
高品質視覺外貌
根據CIE視覺外貌(Visual Appearance)，本議題基於光度法、立體影像法、偏光攝影、多視角/陣列相機、陣列式燈光等技術建構的3D取像技術，用以解決傳統顏色測量受限於2D限制的問題。我們期望透過改變相機的拍攝架構，獲取PBR(Physically Based Rendering)貼圖，除了可以用於精準顏色測量，亦包含光折度、粗糙度、透明度、表面紋裡、表面法向量等特性，用以達到超擬真數位影像資料取得，進一步做為3D模型貼圖與視覺外貌優化。
客製化3D掃描應用
目前3D掃描技術已是相當成熟的應用技術，本團對於該領域已經營多年。從最原始的硬體機構、光學原理以及演算法，對於多數主流技術皆高度掌握。我們的優勢在於發展市面上仍未有的解決方案，並且有高度客製化的彈性，可應用於各式特定需求，例如特定形狀測量、高速測量、極端條件等。我們認為『3D掃描』應該發展到跟照相一樣的簡單，因此多數由本實驗室開發的技術朝『按一個按鍵』設計。
數位牙科解決方案
數位牙科領域大量使用到數位化的技術，包含矯正、植牙、假牙製作、比色、牙套、治療、專業培訓等環節，都已經大量導入3D掃描與3D列印應用。本實驗室在該領域經營多年，亦發展了相關演算法與解決方案。數位牙科往往需要特別為客戶客製化專屬需求，也因此高度整合整合3D列印與3D掃描的優勢。
3D列印技術
3D列印為新型態的生產製造技術，擺脫傳統減法製造思維，其演進與3D軟體階段導入息息相關，並可以達到高複雜度與高客製化的生產需求。本實驗室與多間國內實驗室團隊合作，致力於解決3D列印所需的相關軟體技術，包含3D模型切層、切層支撐材、多材料列印、彩色列印、加工語言等。
3D電腦視覺領域之應用
針對電腦視覺所衍伸的3D演算，可以提昇相關應用的豐富程度與精確程度。過去涉獵過如AR投影、多視角、立體影像、計算式圖像等，我們於該領域著重思考如何利用3D相關技術，實現新型態應用與產品，同時也反饋回發展新的電腦視覺演算技術。
智慧農業與自動化
智慧與自動化是未來農業發展的趨勢。該領域涵蓋影像、感測器、機器學習、AI與電腦視覺導入、精準色彩分析等，各式量化與大量數據統計分析，用來提高農業生產品質/效率，避免或減少災害等。我們於該領域導入色彩、影像、3D等技術，用以實現科技農業的概念。
運動競技科技
我們對於可提升健康、增進運動表現、賽事分析等相關電腦視覺與電腦圖學技術的議題感興趣。因此不論軟體、元件整合或新產品開發等也是實驗室規劃走向之一。
教育體制之3D技術開發
從研究所與大學教育出發，我們投入相關STEAM教育之技術發展，例如DIY 3D掃瞄器/DIY 3D印表機/Maker教育/教具開發，將3D相關知識轉換為K12階段可以學習的資源，並持續推廣3D教育。
已商品化技術
雷射3D掃描機(泛用)
已將實驗室發展之專利，轉換為雷射3D掃描器商品。該商品特色為低成本且可自我自動校正，並於2015年起由技轉廠商銷售。
影像式色彩分析檢測裝置
我們採用特定照明條件與工業用相機，經光譜儀修正相機的XYZ座標。再將色座標轉換至現行CIE的色差標準，該內容包含分析軟體，並可以針對微小且多色塊物件進行顏色測量與各種邏輯之色差分析。2020年由廠商生產銷售。
結構光3D掃瞄器
本技術採用低成本結構光與相機元件，可達到自動化掃描。單次掃描取樣密度約1千萬點，單點精確度可達20micron以下之統計誤差，並針對牙模掃描為主的應用設計。
AOI影像式尺寸自動檢測技術
以協助至少三家廠商，針對螺絲、螺帽、鑽針開發專屬領域的光學AOI檢測軟體，並實際使用於品管產線、生產線以及整併為零售單機(搭配特定硬體)軟體。
教學與教育推廣
各年齡層3D教育
長期支援3D掃描、3D列印、Maker等教育型任務，以及執行相關教育計畫，因此本實驗室經常與校方、教育部計畫以及科教單位合作，針對不同年齡層推廣3D相關教育。如K12年齡層：Maker、STEAM教育：國中小學：職業試探推廣教育，大學的3D列印課程/3D掃描工作坊，種子教師培訓，學分學程與學位等。
3D專業培訓
長期與財團法人自強基金會合作，實驗室主持人為3D技術之主要師資群之一，並針對私人企業長期不定時開授相關3D技術課程，或顧問型合作合約。包含認識基本的3D數位資料、如何取得3D資料、3D專長培訓、職業試探、外部在職訓練課、擔任民間公司之講師。
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