用 UE5、Houdini 与 Blender 制作超现实短片《The Cradle》
简介
我叫 Germans Alekseikovs，是 Argentum Studio 的首席执行官兼技术总监。
Argentum Studio 是一支由艺术家和技术专家组成的团队，专注于电影级实时图形、角色制作、VFX 和渲染研发。我们的团队成员从不同方向进入 3D 领域，但我们的大部分技能都是通过真实的生产工作、实验和解决问题磨炼出来的，而不是沿着某一条传统路径发展而来。
我们的很大一部分经验来自不断测试实时渲染的极限，并围绕生产问题构建工具。我们经常不得不研究 Unreal Engine 的内部工作原理，分析渲染系统，修改着色器，并在默认工具不够用时创建自己的工作流程。
作为一家工作室，我们参与过多个电影级和实时项目，这些项目展示在 Argentum Studio 的 ArtStation 作品集中，包括内部影片、面向客户的电影级作品、角色项目以及 Unreal Engine 渲染实验。《The Cradle》成为我们最重要的项目之一，因为它结合了所有这些领域：艺术指导、角色制作、动画、VFX、渲染和工具开发。
灵感与参考
The Cradle 最初是一个大规模的研发实验。主要想法是探索虚幻引擎的极限，了解我们能在多大程度上将实时渲染推向离线路径追踪的视觉质量。
从一开始，Argentum Studio 的长期目标就是实时实现路径追踪的电影级质量。我们是在虚幻引擎 5.1 期间开始开发 The Cradle 的，当时我们想使用的许多技术仍然是新的、不稳定的，或者尚未完全达到生产就绪状态。
在视觉上，这个项目深受 Zdzisław Beksiński（兹齐斯瓦夫·贝克辛斯基）作品的影响。他的艺术很有名，但很少有 CG 项目尝试以他的视觉语言为灵感，去构建原创的电影化世界。许多艺术家会参考 H.R. Giger，但在 CG 电影制作中，Beksiński 仍较少被探索，而我们想尝试那种氛围。
我们并不是想直接复制他的画作。相反，我们想捕捉相似的情感感受：某种超现实、令人不适、宏大而梦幻的东西。目标是创造一个在物理上可信、同时又奇异且富有象征意味的世界。
在技术层面，我们想测试当时在 Unreal Engine 内很少用于电影化制作的系统：Hair Strands 渲染、复杂体积效果、自定义灯光工作流、VDB 风格渲染，以及大多数用户从未接触过的内部渲染功能。
选择 UE5 的原因
最大的原因是速度。
与离线路径追踪相比，延迟实时渲染具有巨大优势。在某些情况下，它可以快 10 倍到 100 倍。在离线路径追踪管线中，包含多个发束发型和体积效果的单个帧可能需要数天甚至数周，而虚幻引擎让我们能够通过 Movie Render Queue 在几分钟内渲染类似的镜头。
即使我们的视口性能降至 1–10 FPS，虚幻引擎仍然比传统离线渲染快得多。这种速度使我们能够更快地迭代、测试光照、调整摄像机并解决视觉问题。
另一个重要原因是可访问性。虚幻引擎公开了大量渲染基础设施。由于引擎源代码可用，我们可以研究内部系统如何工作、修改着色器、通过 CVAR 调整渲染行为，并围绕实验性功能构建工具。
对我们来说，虚幻引擎逐渐不再只是一个游戏引擎。我们开始将其视为一个电影级渲染平台。
调整 UE5 工具以适应项目需求
在制作非常早期的阶段，我们就意识到，Unreal Engine 的默认工作流不足以达到我们想要的视觉质量。我们没有等待引擎未来的更新，而是开始构建自己的内部工具、渲染修改和着色器工作流。
我们最先构建的主要系统之一，是一个自定义的毛发（groom）渲染工具——Hair Cinematic Tool。当时，艺术家们往往依赖网上分享的随机控制台变量来提升毛发渲染质量，但这种方法既不一致也不可预测。我们创建了一个基于 Blueprint 的系统，将 Hair Strands 的渲染行为集中并加以控制，实际上充当了毛发渲染的专用后处理层。
另一项重大进展是我们原生的 VDB 渲染工作流。现有的插件方案在透射排序以及与 Unreal 渲染系统的集成方面存在问题。我们与技术团队一起，重写了 Unreal 的体积云着色器管线，并将其改造为原生 VDB 风格的渲染系统，直接集成进 Unreal 内部的体积框架中。
我们还开发了自己的 Alembic Cache Pipeline。极其密集的电影级头部模型无法通过标准 Alembic 工作流可靠地导入，因此我们构建了一个转换器，可将来自 Blender、Maya 或 3ds Max 的动画缓存转换为与 Unreal 原生系统兼容的 Skeletal Meshes 和 Morph Targets。
这些工具最终成为了 Argentum Studio 电影级管线开发的基础。
可视化头发与飞蛾绒毛
头发是《The Cradle》中最大的技术挑战之一。几乎每一个主要资产都涉及头发或毛发。
Diana、蛾形生物，甚至影片中出现的漂浮人影都是如此。
我们没有把流程拆分成“人类头发”与“生物绒毛”两套工作流。相反，我们围绕 Unreal 的 Hair Strands 系统构建了一套统一的方法，并根据不同的艺术需求对其进行调整。
当时，许多艺术家依赖论坛上分享的未记录控制台变量来调整头发渲染。我们不喜欢这种做法。它感觉不可预测、难以复现，而且常常导致视口预览与最终渲染之间出现不一致。
因此，我们构建了自己的 Hair Cinematic Tool，而不是依赖随机的 CVAR 调整。它让我们能够精确控制 Hair Strands 渲染，并确保视口与最终渲染之间结果一致。
对于人类头发，重点在于可信的着色、柔软感，以及保留细微的发丝细节。对于飞蛾的绒毛，挑战则转向实现合适的体积、光照响应和微观柔软感，同时保持风格化且屏幕上清晰可读的外观。
尽管艺术目标不同，底层工作流和工具集仍保持一致。在梳理和模拟方面，我们使用了 Ornatrix 和 Houdini，然后将结果适配到 Unreal 的 Hair Strands 流程中。
绑定
绑定流程取决于角色。
对于 Diana，我们使用了基于 Chris Jones’ 作品和 Universal Human Blender Rig 的现有人类绑定。它并非由我们从零开始创建，但它为主角提供了坚实的基础，并让我们能够更专注于动画、面部表演和电影化整合。
对于其他角色，包括 Cradle 和飞蛾生物，我们在 Blender 中从零创建了绑定。这些角色需要更定制化的方法，因为它们的运动语言并非基于标准人体解剖结构。
飞蛾尤其有趣，因为翅膀需要额外的物理行为。我们为翅膀使用了 Blender 物理设置，以帮助实现更自然的运动和次级运动。
我们还在制作过程中使用了内部的 Alembic 缓存管线，以更稳定的方式将动画缓存数据传输到 Unreal Engine 中。在需要时，我们将动画数据转换为 Unreal 原生格式，而不是完全依赖繁重的缓存播放，这有助于让镜头在引擎内更易于管理。
动画
最复杂的部分是 Diana 的面部动画，因为在这个项目中我们没有使用动作捕捉。一切都必须手动制作动画，而面部动画总是很难，因为即使是很小的错误也会立刻显得不自然。
所有涉及飞蛾的场景也很有挑战性。通过动画传达飞蛾的自然运动非常困难，尤其是当这个生物还需要具有电影感、清晰可读，并与场景在情感上产生联系时。
《The Cradle》本身也经历了多次动画迭代。在某些阶段，团队中不同的人对动作的理解各不相同。有些人觉得这个角色在吹长笛，而另一些人则觉得手指只是在不自然地移动。最终，我们找到了一个更接近撕碎动作的方向，这成为了最终的表演构思。
所以最难的部分不仅仅是让动画在技术上成立。真正的挑战是为那些超现实、象征性且并非完全人类的角色找到正确的动作语言。
结语
整个制作耗时约三年。
耗时如此之久的主要原因是《The Cradle》没有专项预算，是我们利用空闲时间制作的。与此同时，这个项目在技术上的野心非常大。我们是在虚幻引擎 5.1 时代开始的，当时许多系统仍不稳定，我们不得不自己解决大量问题。
另一个主要挑战是历史遗留问题。作为一个团队，我们的成长速度比项目本身更快。在制作过程中，我们的技能、工具以及对虚幻引擎的理解都显著提升，但项目仍然承载着许多早期阶段留下的旧决策。某种程度上，项目的历史遗留问题正在慢慢拖垮项目本身。
这是我们学到的最重要教训之一。野心很重要，但如果一个项目没有预算，庞大的规模很容易变成制作地狱。
总共有 42 人为《The Cradle》做出了贡献，但活跃的核心团队大约有 15 人。
如果今天再做一遍，我们会用完全不同的方式来做一切。技术已经向前发展，我们自己的工具和工作流也已发生巨大演变。但与此同时，《The Cradle》是必要的。如果没有犯错、拆解系统并进行激进实验，我们就不会建立起今天所拥有的电影级流程。
我们对初学艺术家的主要建议是循序渐进。不要一开始就做一个需要多年工作、庞大团队以及你尚未掌握的工具的宏大梦想项目。从你真正能够完成的小项目开始。
小而完成的项目比庞大而未完成的项目能教给你更多。它们帮助你理解完整的制作周期，建立信心，并避免被自己的野心困住。《The Cradle》之所以极难完成，是因为我们的野心非常高，而我们只有在已经深入制作之后，才完全明白它需要多少工作。
Argentum Studio
相关链接
原文链接：https://80.lv/articles/creating-surreal-short-film-the-cradle-with-ue5-houdini-blender
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