Organic Motion 是一套為動畫、生命科學、軍事訓練、和模擬應用開發的專業「無標籤動作捕捉系統、及其操作軟體」，其產品包括一種無標籤運動捕捉技術「BioStage」、及一個用於精確運動分析的專業無標籤動作捕捉系統「OpenStage 2」，可為動畫師提供準確的動作捕捉數據。Organic Motion 的技術降低了動作捕捉套裝與設備的要求，提高了動作捕捉的靈活性，並顯著降低了操作系統的成本。

Organic Motion 錄製範圍約 3米長 × 3米寬 × 2.2米高的空間，並透過軟體產生逼真的數位人體骨架。錄製的檔案可單純為人體骨架，產出 FBX 格式 3D 骨架(可透過 MotionBuilder 套入動畫角色模型)、MAT 與 XML 格式(可解析各關節點空間座標依據時間之變化)，亦可錄製包含 18 隻攝影機 (640 x 480) 影像資訊之原生檔案 OMV 格式(可調整系統參數、調整骨架生成之精度；或輸出 AVI 影片檔，依據選擇之 FPS 切成 JPG 圖像檔案)。單純錄製人體骨架由於僅紀錄人體各關節點依時間關係之空間座標，因此檔案不大。但若以原生檔案錄製，每分鐘所錄製下來的檔案大小將近 5GB。由 OMV 格式轉換成 JPG 圖片格式，10 分鐘的檔案需要約 1 小時的資料轉換時間。Organic Motion 內部規劃 1TB 固態硬碟與 10TB 硬碟作為資料儲存與保存空間。並設有 SDK 與 MotionBuilder 2014、Motionmonitor 軟體進行同步。  

Organic Motion 在綠幕攝影棚中使用 18 支安裝於攝影棚四週的 2D 高速攝影機來追蹤人體。透過校正作業，系統得知各個攝影機彼此空間相關位置，以三角測量法辨識目標的位置，高幀速率 (60FPS 影像與骨架；120FPS 骨架) 提供極精準的即時追蹤，最終錄製完整的 3D 人形骨架，移動數據精確到毫米。但因影像辨識程式碼並非以五官、手指輪廓進行辨識，系統尚無法辨識頭部單獨旋轉、雙手旋轉、手指等姿勢，需再進行後續骨架調整、或利用其他影像、感測器加以偵測辨識。

Organic Motion 成立於 2006 年，總部位於美國紐約州紐約市，創辦人 Andrew Tschesnok 於 2008 年獲得「用於追蹤三維物體的系統和方法」專利，並獲得當年度十大創新獎。目前 Organic Motion 無標籤動作捕捉系統全臺僅有一座。

Organic Motion 具有建立空間座標與辨識人體骨架的優勢，透過系統操作，可紀錄人體各關節於空間中的動作，依此特性可進行許多相關應用，如：人因工程、運動分析、協助建立人體骨架辨識演算法等用途。 受測者僅需穿著合身衣褲及鞋子，使用 Motionmonitor 軟體 (BioStage) 與系統同步，即可紀錄人體運動過程，事後並可觀察人體運動過程中、各關節之活動角度。

Organic Motion 亦可應用於多媒體動畫、VR/AR 等領域，工研院產服中心團隊為驗證 Organic Motion 於多媒體及 VR 應用之可行性，委請動畫公司設計角色、套用本系統錄製之骨架及動作，並匯入 Unity 進行測試及展演示範。

圖1  Organic Motion OpenStage2 錄製畫面與攝影棚實景

(圖片來源：工研院 產服中心)

圖2  Organic Motion & Motionmonitor軟體實測畫面

(圖片來源：工研院 產服中心)

2019.07.11